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青岛宣传|我们为何对「月之暗面」如此着迷?

2024-07-01科学

我们对地球的「邻居」月球,尤其是「月之暗面」总是充满好奇与遐想:人类从未「看到」的月球背面到底有什么?

近日,带着月背「土特产」——人类首份月背样本返回地球的嫦娥六号成了「大网红」。历时53天,跨越38万公里,嫦娥六号带回的1935.3克月壤将让我们初步揭开月球背面的「神秘面纱」。

这是人类历史上首次月球背面采样,也是中国航天史上迄今为止技术水平最高的月球探测任务。

星河万里,中国探月工程的迢迢征途,还有更多的未知与神秘。带着无穷无尽的好奇心和求知欲,宇宙中还有更多的「月之暗面」等待我们去探索。

一、「月之暗面」有多神秘?

在影视和文学作品中,月球背面通常是未知、神秘和遥不可及的最佳隐喻。

未曾谋面的「月之暗面」。我们常说「今人不见古时月」,事实上,今人与古人抬头仰望的是「同一个月亮」,而且一直都是月球的正面。

为什么看不到月球的背面?因为月球和地球的关系特别奇特,月球自转一圈与它绕着地球公转一圈的时间相等,也就是「潮汐锁定」。因此,当我们「举头望明月」时,自始至终看到的都只是月亮的正面,人类从未一睹真容的月球背面则一直「隐于暗处」,成为承载传说与幻想的「月之暗面」。

沉寂40亿年的「宁静之地」。当人类真正踏足月球背面时,我们发现这里没有战舰,没有外星人基地,也没有嫦娥和玉兔,只是「一片保存了40亿年之久的荒凉大陆」。

从科学研究的角度看,这是天文学家梦寐以求的宁静之地。月球背面屏蔽了来自地球的各种无线电干扰信号,在上面可以监测来自宇宙深处的微弱电磁波,为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。

另外,月球背面基本上都是古老的月壳和月球高地,科学家认为月球背面相对于月球正面更为古老,保留着更为原始的地质状态。此次嫦娥六号选择着陆的月球背面南极—艾特肯盆地东北部阿波罗撞击坑边缘,是月球上已知最大、最深、最古老的撞击坑。对从此处钻取和表取的月球样品开展研究,有望发现更多太阳系和月球演变等重大科学奥秘。

充满未知的「资源宝库」。月壤一抔,星河万年。对人类而言,月球「土特产」里宝藏多,是一个巨大的资源宝库。

比如,氦-3。作为可控核聚变的核心能源,氦-3最初在太阳上形成,然后随太阳风撒向四面八方,但受大气层和磁场的阻碍,很难落在地球表面,因而在地球上储量极少。而月球没有大气层和磁场,氦-3可以充分沉积在月壤中。而且,相对于月球正面,月球背面不被地球遮挡,氦-3储量更加丰富。

此外,月球背面还有许多开发价值很高的古老月岩石,比如月壳高地上的斜长岩富含硅、铝、钙,克利普岩则富含钾、稀土元素、磷。

二、探「月背」有多难?

在嫦娥六号之前,人类共对月球进行了10次采样返回,但均位于月球正面。此番,中国探月工程完成人类首份月背样本的采集殊为不易。

「越是难走的路,越想走一走。」

越是难走的路越有好的风景,「到月球背面去看看」,就是这样一条难走但有「好风景」的路。

比如,月球背面不仅是视野盲区,也是无线电通信的盲区、「禁区」,任何飞到月背的探测器都无法直接与地球建立联系。简单来说,月球背面就是月球上的「无人区」。

正因如此,美国、苏联此前的无人和载人登月活动,仅能在月球正面开展。嫦娥六号的「挖土」之旅挑战了无人探月难度之最,是人类航天史上里程碑式的节点和突破。

要去没有人去过的地方,需要的是勇气。

航天科技的迅速发展是此次「挖土」之旅的根本保障。比如,位于青岛的中国电科第二十二研究所科研团队攻克了高精度被动接收和自定标算法等多项关键核心技术,自主研制的相关设备承担了精确测定轨道的折射误差修正工作,就像一只无形之手,全程为设备的返航路径提供精准指引。

嫦娥六号任务是中国航天史上迄今为止技术水平最高的月球探测任务,实现了「三大技术突破」和「一项世界第一」。即,突破了月球逆行轨道设计与控制技术、月背智能采样技术、月背起飞上升技术,实现了世界首次月球背面自动采样返回。

中国的嫦娥探月工程就像一部精心策划的科幻大片。

月亮是几千年来中国神话传说和文人骚客们魂牵梦绕的所在。中国探月工程的探测器用「嫦娥」之名正是取其奔月神话的意境。

从嫦娥一号、二号绕月探测,到三号、四号成功着陆月球正面和背面,再到嫦娥五号、六号实现采样返回,中国的嫦娥探月工程一步一个脚印。未来,嫦娥七号将瞄准月球南极,前往永久阴影带寻找水源。嫦娥八号则将化身基建先锋,给未来的国际月球科研站打前站。

三、「探月」还将怎么「探」?

「或早或晚有一天,月球将会成为人类走向深空的前哨基地。」在去往星辰大海的征途上,探索的脚步永不止息。

探出「国际范儿」。嫦娥六号搭载了欧空局、法国、意大利、巴基斯坦的国际载荷,凸显了中国探月工程的「国际范儿」。

作为多国「集体劳动」的成果,嫦娥六号标志着人类团结合作、和平利用外空的历史性进步。未来,中国探月工程将继续加深与世界各国在和平利用外空领域的合作,展现大国胸怀与世界担当。比如,国家航天局已经发布了嫦娥八号国际合作机遇,目前已经收到了30余份合作申请。

探出「中国范儿」。20年前,当日本月球探测首席科学家听闻中国的探月计划取名为「嫦娥工程」时,不无羡慕地说,「这个名字真好,一听就是中国的,还和月球有关。」「嫦娥」「玉兔」「鹊桥」…中国探月工程将越来越多「中国范儿」的名字「刻」在了探月路上,展现了中国人飞天揽月的浪漫情怀。

比如,经过国际天文学联合会确认,「玉兔」月球车跑了一圈的那块地方,被命名为月球上的「广寒宫」,附近3个撞击坑分别命名为「紫微」「太微」「天市」。再如,我国新一代载人飞船被命名为「梦舟」,新一代月面着陆器被命名为「揽月」。

探出「科幻范儿」。我们正在迈入月球探索与开发的新时代。

在2030年前,中国将基本完成无人探月工程,实现中国人登陆月球。随后,我们将争取在2035年前在月球上建立科研站,实现长期月球驻留,从而进行较为全面的大规模的科学探测、技术实验、月球资源开发和月球环境利用。未来,我们还将以月球为基地向火星进军,向更加神秘的深空前进。

人类的文明史就是一部对未知的探索史。向着未知与神秘,我们还将实现更多「上九天揽月」的梦想。

作者:王伟

编辑:希妤

审校:张萍