“嫦娥四号” 为何要去月球背面

2019-04-15 01:49
高中时代 2019年3期
关键词:鹊桥中继备份

2018年12月,“嫦娥四号”探测器发射升空,实现人类首次月球背面软着陆。由于潮汐锁定,人类从未去过月球背面,无形中,这给月球背面蒙上了神秘的面纱。而能够到达如此神秘之地的“嫦娥四号”在国人心中是更加神秘的存在,那么“嫦娥四号”去月球背面要做什么呢?

嫦娥四號做什么用?

首先,来了解“嫦娥4号”的“身世”。航天是高风险行业,可以说发生意外并不意外。因此,很多国家在研制探测器时一般都会一次做两个一模一样的,一个叫“主份”,另一个叫“备份”。比如“嫦娥2号”就是“嫦娥1号”的备份,如果“嫦娥1号”出现意外,2号就会顶替1号去完成任务。

我们都知道,“嫦娥1号”非常成功,那么“嫦娥2号”也不能浪费是不?但也不能简单重复1号的工作啊,于是科学家们决定:改造2号,使其承担更进一步且更具有风险的绕飞任务,并为后续的“嫦娥3号”着陆进行详细勘测。“嫦娥1号”飞行时,距离月面有200公里,而“嫦娥2号”飞行时,最近高度仅有15公里!要知道月球上是起伏不平的,有很多上千米的高山!

为什么这样做?一方面是为了更清晰地拍摄出“嫦娥3号”预定着陆区图像,仔细查看那里是不是有过多的石块等对着陆可能产生威胁的因素;另一方面,“嫦娥3号”在着陆时,同样会先变轨到15公里高度,随后开始缓慢下降,这其实是对后续着陆月球的测控技术的一种提前演练,意义不可谓不重要。

说了这么多,跟“嫦娥4号”有什么关系?很简单:“嫦娥4号”就是“嫦娥3号”的备份。尽管出现了一些意想不到的故障,但2013年的“嫦娥3号”仍然基本完成了我们计划中“落”的目标,于是和前面一样,作为备份的“嫦娥4号”任务在2014年被批准立项,进行各项改装,准备放手去执行更加大胆的计划。是什么呢?着陆到月球背面去!

是的, “嫦娥4号”就是为了降落到月亮的背面去而生的。这是人类的第一次。

为什么要去月球背面?那里没人去过吗?

是的,那里没人去过。人类早在1959年就通过苏联发射的“月球3号”卫星第一次看到了月球背面的模样,但那只是远观而已。由于“嫦娥3号”已经实现了我们原计划中第二步“落”的目标,“嫦娥4号”就有了进行更大胆,当然在科学上也更可能有收获的任务的底气和可能性。

那么为什么我们最终选择了月球背面?最重要的一点是:月球背面极为适合进行射电天文观测。由于地球拥有大气层,很多波长的电磁波无法抵达地面,另外,在某些波段上,地球上大量的无线电设备,大气中的闪电,极光等现象都会对观测数据产生严重干扰,甚至让观测难以进行。但是月球背面完全没有这些问题:这里没有大气,由于月球背面永远背对地球,因此这里屏蔽了所有来自地球的信号干扰,唯一的干扰就是太阳辐射。而在夜晚,当太阳落山之后,这里就成了开展低频射电天文观测的绝佳地点。

在月球背面如何跟地球保持联系?

我们的方法是发射一颗中继卫星,它被放置在地球与月球之间的某一个平衡点上。中继卫星只需要消耗很少的燃料就能够长期运行。而这个位置的好处就在于,它能够同时将地球以及月球背面纳入视野,从而扮演两个原本被隔绝的地点之间的“通讯联络员”。为执行“嫦娥4号”计划服务的中继卫星名叫“鹊桥”,它差不多比“嫦娥四号”早半年升空,如今,“鹊桥”已如愿等到了“嫦娥”的到来。

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