月球|为何美、苏不探索月球背面?嫦娥四号登陆月背,意味着什么?( 二 )


从天文观测的角度来看 , 天文学家最理想的天文观测环境要求绝对的安静 , 来监听来自宇宙深处的微弱电磁信号 。
而月球背面自身屏蔽地球干扰信号的天然优势 , 也为天文低频射电观测提供了绝佳的环境 , 可以填补射电天文领域在低频观测的空白 。
低频观测的方法为研究太阳系各种天体甚至星云演化提供了重要手段和资料 。 除此之外 , 在月球背面还有可能存在着水冰 。
NASA通过对月球背面的轰炸所激起的尘埃证实了这一点 , 众所周知 , 水是生命之源;如果月球上真的有水 , 那么就意味着给生命的发展延续提供了可能性 。
就算没有生命存在 , 那也对研究月球能起很大的帮助 。 而更为人所津津乐道的 , 是月球上氦三能源的可利用性 。
氦三是将月球土壤加热到七百摄氏度所产生的一种能源 , 在地球上极其稀有 , 却富集地蕴含在月球背面的土壤之中 。 它燃烧所能产生的能量足足有每千克19兆瓦 , 可以让一座城市运作六年 。
而月球上的氦三据估计总共有100万吨左右 , 以目前地球能源的紧张局势来看 , 对氦三的能源开发对于人类来说十分重要 。 所以 , 富含氦三的月球背面土壤的开发势必所需 。
月球背面的研究价值如此显著 , 却鲜少有人真正登陆上去 , 直到中国的嫦娥四号克服种种困难才来到月球背面 。 这其中究竟有怎样的困难一直在阻挡人类探索月球背面的脚步?
月背登陆有多难?为了解决月球背面会阻拦信号的局面 。 就需要一颗中继卫星将来自地球的无线电信号中转给登陆机器 , 但中继卫星的发射并不容易 。
其要在克服复杂的宇宙环境等多方面因素阻碍的同时 , 千里迢迢途径四十多万公里的路程来到地月拉格朗日点附近的Halo轨道 。
但在这个轨道运行的卫星容易发生角度的偏移和轨道路线的改变 , 这个时候就需要足够的技术来监管中继卫星前进方向的精确性 , 以确保信息的正确传输 。
而除了需要一颗高度稳定的中继卫星来保证信号的稳定输出 , 飞行器登陆月球表面的难度也同样不能忽视 。 从之前的卫星图片可以看出 , 月球背面陨石坑密布 。
且地质环境十分复杂崎岖 , 而嫦娥四号所登陆的南极艾特肯盆地更是复杂参差 , 最大落差高达十几千米 , 这使得着陆器必须学会避开地面障碍 , 对着陆器的系统传感器以及着陆方式给出了极大的挑战 。
相比此前人类接触过的月球正面来讲简直就是地狱难度的级别 , 极有可能发生更多的意外事故导致失败 。 那么 , 在这样的重重困难和挑战之下 , 中国的嫦娥四号是怎么成功到达月球背面的呢?
嫦娥四号如何实现月球登陆经过中国科学家夜以继日的攻克和研究 。 他们克服重重困难不负众望地将嫦娥四号成功着陆于月球背面 。
为了解决信号问题 , 我们国家早在嫦娥四号登陆之前 , 就将人类历史上首个月球信号中继卫星“鹊桥号” , 成功部署并运行在合适的轨道上 。
在“鹊桥号”研发的过程中 , 给“鹊桥号”装载了一套高智能化精细化水平的 , 不受空间影响的光纤陀螺惯性测量单元的黑科技 , 用以减少人工监管 , 实现在轨自主调整卫星姿态角度 。
其次 , 为了保证嫦娥四号顺利完成任务 , 使用了探测能力超强的长三乙改三III型火箭 , 和能释放源源不断热量的同位素元素钚-238核电池来克服低温 。
通过逐渐调整轨道倾角来到南极的降落点附近 , 等待太阳光能够照射到月球的理想状态 , 能突显出地形阴影的情况下 , 以光学辅助设备定位并选择近乎垂直的着陆方法来克服月球背面着陆环境的恶劣 。
这种着陆方法需要先升后降 , 使得降落过程的距离更长 , 以留足够多的时间来完成精确的避障悬停和缓速降落等过程 。
进而以高度自主化的模式最终实现了嫦娥四号的成功着陆 , 顺利完成了各项任务 。 此外 , 嫦娥四号还携带了一个带有马铃薯、蚕的生命支撑系统的月面微型生态圈 , 首次在月面进行生物实验 。
还新增了探测月背环境中子辐射等含量的设备 , 并对原有的月球车和嫦娥三号的测月雷达进行了改进以延长使用寿命 。 那么 , 实现月背登陆对中国来说 , 意味着什么呢?
中国实现月背登陆的意义首先 , 中国作为实现月背登陆的先锋 , 向全世界证明了我们国家的科技实力和成为航天大国的勇气 , 扩展了中国航天在国际的影响力 。
而嫦娥四号的探月工程也突破了我国在航天领域的国际合作 , 在任务成功之后 , 嫦娥四号也会将科研数据对外公开共同研究 , 为我国航天事业吸引合作提供平台和关注 。