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“广寒宫”又“热”了

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发表于 2019-9-14 02:54:23 |显示全部楼层
  以色列首个月球探测器“创世纪”号于今年2月升空,虽然4月11日登陆月球失败,但以色列誓言尽快进行第二次尝试;印度“月船2号”探测器定于今年7月发射,计划于9月登陆月球南极区域;日本打算在2020年至2021年发射首个月球探测器;欧洲航天局计划在2025年登月,并在月球表面开采资源;美国计划在未来5年内将首位女性宇航员送上月球;俄罗斯则计划2031年送首位宇航员登月,2034年开始建月球基地……
  借助去年证实月球南极发现冰,从而能为人类探索提供氢气和水,这不仅可为月球探测甚至定居提供便利,也使得月球有望成为人类探索火星的“中继站”。
  印度“月船2号”探测器在多次推迟后定于今年7月9日-16日之间发射。印度空间研究组织(ISRO)5月初发布消息说,“月船2号”将携带13个有效载荷或研究装置,计划9月6日前后在月球南极区域着陆。“月船2号”重达3.8吨,分为轨道器、着陆器和月球车3个模块,这3个模块将分别携带8个、3个和2个有效载荷或装置。轨道器将在距月球100公里的距离环绕月球、拍摄月球照片,着陆器将在月球南极区域登陆并释放出一部20公斤重的六轮月球车,半自动的月球车将在月面移动300-400米,在14天的时间里用不同的科学设备采集研究各种数据,并在15分钟内将数据和图片发回地球。
  据介绍,如果“月船2号”按计划成功在月球南极区域着陆,印度空间研究组织将成为第一个让探测器在月球南极登陆的机构。
  最开始,ISRO与俄罗斯约定共同开发“月球2号”,并定于2013年发射“月船2号”。但随后俄罗斯退出计划,印度转为独立研发,“月船2号”发射日期一推再推。
  “月船2号”是印度第二次月球探测任务。印度曾于2008年10月成功发射首个月球探测器“月船1号”,这个1.4吨重的探测器携带来自印度、欧洲、美国和保加利亚的11个有效载荷,原计划绕月飞行2年,在2009年8月与地球失联。但“月船1号”绕月飞行3400多次,给地球传回大量图像和探测数据。
  2019年2月,以色列首个月球探测器“创世纪”号在美国佛罗里达州搭乘太空探索技术公司的“猎鹰9”号运载火箭发射升空。
  这个探测器耗资约1亿美元,由非营利机构以色列太空登陆组织(SpaceIL)和国有的以色列航空航天工业公司共同建造,担负着将以色列国旗插到月球上并研究磁场的任务,承载着以色列跃升第四个实现月面软着陆国家的希望。
  “创世纪”号经历了650万公里的航行奔赴月球。然而,4月11日,它在距离月球表面不足10公里处因技术故障坠毁月球,距离成功着陆只有一步之遥。首个民间资助的登月计划宣告失败。
  但以色列太空登陆组织越挫越勇,计划第二次登月。以色列太空登陆组织董事长莫里斯·卡恩决定开展“创世纪2”号项目。
  作为世界上最小的登月探测器,同时首个由私营企业发起、经费主要来自民间资助的登月项目,“创世纪”号虽然并未成功登陆月球,但仍在人类探月史上留下可歌可泣的一页。
  总部位于东京的日本航天初创企业ispace正在推进一项名为“HAKUTO-R”的计划,第一步是在2020年年中将独立研发的探测器送入月球轨道,第二步是在2021年年中发射月球着陆器并实现其携带的两个漫游车在月面行走。日本航空、日本特殊陶业、三井住友海上火灾保险、朝日新闻社等五家企业将对该项目提供援助。
  后续目标将是开发月球南北两极可能蕴藏的“水资源”。在成功登陆月球后,ispace将把探查水资源以及向国内外宇宙开发机构和企业提供物资运输作为其业务,实现构建月面生活圈的目标。
  此外,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)与丰田汽车公司3月宣布,将开发最多可容纳四人的载人月球车。月球车将采用氢燃料电池车技术和无人驾驶技术,目标是2029年发射升空。JAXA与丰田希望月球车可得到有效利用,推动实现日本宇航员登月探测。
  报道称,新开发的月球车相当于两辆面包车大小。车内像宇宙飞船那样充满空气,宇航员可不必穿着宇航服在其中工作生活,相当于一个可移动的居住舱。
  俄罗斯在今年春季发布了登月探测时间表,计划于2031年首次将宇航员送上月球。
  今年2月,俄罗斯媒体透露,俄罗斯首个载人登月探测器将于2031年登陆月球,目标是将宇航员送上月球,宇航员同时将完成俄罗斯科学院安排的任务。
  俄罗斯计划2032年将载人重型月球车和第二批宇航员送上月球,这批宇航员将执行在月球表面测试月球车的任务。2033年俄罗斯宇航员将乘坐月球车完成长距离旅行,进行科学探测并测试机器人技术系统。2034年,俄罗斯首个月球基地将开始建设。
  2018年3月,俄罗斯总统普京介绍了俄罗斯探索月球和火星的计划。普京说,俄罗斯的探测目标首先是月球,之后是火星。他说,俄罗斯对月球的探测是在停止40多年后再次启动,至2025年俄计划发射3个无人探测器。2019年俄罗斯将发射“月球25号”探测器,它将降落在月球的南极区域,主要任务是寻找水冰。2021年发射“月球26号”轨道探测器,2022年发射“月球27号”登陆探测器,对月球表面以及地面以下两米范围成分进行研究。之后,俄罗斯将考虑开始载人探月任务。
  2018年,欧洲航天局(欧航局)提出了“月球村”计划,希望建设一个可供人类工作和生活的月球社区,而不只是短暂停留。“月球村计划是真的要在月球上建基础设施,是一个村庄,是为了人类在月球上永久移居而提出的计划。”欧航局局长扬·韦尔纳说。
  2019年1月,欧航局发布声明称,他们已经与欧洲最大的火箭制造商签署了协议,将在2025年前登上月球,并建立月球基地,还将挖掘月壤。欧航局指出,假如人类或机器人登陆月球,可从月壤里提取水、氧气和未来新能源氦-3,进而把月球基地作为探索火星和太阳系更深处的中转站。举例来说,在执行火星计划时,太空飞船可以先飞到月球,进行补给后再继续前往火星。
  欧航局此前还透露了打造月球基地的一些细节,例如将使用月壤3D打印居住舱,消融陨石坑里的冰层取水,用月球泥土种田作为食物来源等。
  总部位于柏林的德国科技初创企业“兼职科学家”2018年提出,计划在2019年用美国太空探索技术公司的“猎鹰9号”火箭将探月飞行器和两辆探月车送往月球,并在月球上搭建首个4G网络,还将发回第一个有关月球表面的HD高清视频。
  美国私人登月公司“月球特快”2016年拿到了首个私人登月“执照”。其创始人兼首席执行官罗伯特·理查兹2018年宣布,要将地球的经济和社会范畴扩大到月球,让月球成为地球的“第八大洲”,以低成本实现月球商业探索。该公司计划2020年发射月球探测器,2021年前在月球表面建立永久性研究站,通过探测器挖掘月球样本,将首批非政府的月球样本送回地球。“月球特快”公司与莱斯蒂斯公司合作,推出将骨灰带至月球的服务,预计最快2020年启动。这项服务收费相当昂贵,带1000克骨灰上月球就要花费300万美元。但“月球特快”称已经有相当多客户报名。
  广寒宫中,嫦娥枯坐,玉兔捣药,这是古老神话中的月球。撞击坑、环形山,坑坑洼洼,这是现代影像图中的月球。但月球深处有什么,是长久以来都没有答案的谜题。
  日前,国际期刊《自然》在线发布我国月球探测领域的一项重大发现。中国科学院国家天文台月球与深空探测研究部主任李春来领导的研究团队利用嫦娥四号就位光谱探测数据,证明了月球背面南极-艾特肯盆地(SPA)存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质,为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据。
  关于月球形成有哪些假说和理论?这项最新发现对完善月球形成与演化模型的启示究竟是什么?
  “关于月球的形成和演化存在多种理论和模型,其中在月球形成方面的假说和理论就包括分裂模型、捕获模型、共增生模型和巨碰撞模型四种。”李春来接受记者采访时说。
  其中,分裂模型假定早期地球旋转特别快,致使自身转动变得不稳定,从而造成赤道地区的物质被甩入轨道生成月球。捕获模型认为,月球形成于太阳系的另一个地方,最终因近距离遇到地球,经重力捕获从而进入一个受约束而稳定的绕地运行轨道。
  而共增生模型认为,在地球增生期间,通过多种机制可能会形成一个环绕地球的星体物质盘,这个星体物质盘在地球整个增生期间都存在,月球由较小的绕日抛射物构成。
  不过,如今被普遍认可的是巨碰撞模型。“根据这项理论,月球形成于太阳系形成的早期。当时的地球与一个火星大小的天体发生碰撞,碰撞抛出的地壳和上地幔物质在地球轨道上反复累积增生,从而形成月球。”李春来说。
  “关于月球早期演化的假说和理论主要为著名的岩浆洋理论。由大碰撞和累积增生相伴的能量释放产生了大规模的熔融,即岩浆洋,伴随着熔融体晶出物的密度分离,形成了低密度、富斜长石的月壳,而如橄榄石、辉石等较重的矿物则下沉形成月幔。”李春来告诉记者。
  现代科学为这些假说和理论提供了大量证据。首先是在月壳中富含斜长石的证据。通过阿波罗(APOLLO)号从月球带回样品中月海玄武岩的化学和岩石学研究,已经证实月海表面富含斜长石;同时遥感获取的铁(Fe)、镁(Mg)、铝硅(Al/Si)、镁硅(Mg/ Si)等数据说明月球高地月壳也是斜长岩质的。
  “深部月壳及月幔的物质成分目前仍存在着较大争议,确定其物质成分是这次研究的一个重要目标。”李春来说。
  为何了解月幔物质组成对于了解月球形成很关键?“月幔占月球体积和重量的主要部分,了解了月幔物质组成可以检验岩浆洋理论的正确性,从而修正和完善月球形成和演化的理论模型。”李春来解释道。
  过去,美国阿波罗任务和苏联月球任务返回的月球样品中没有发现与月幔准确物质组成有关的直接证据。李春来和研究团队为何能拿到关键性证据?“这次之所以能够拿到关键性证据或取得突破的关键因素,主要在于嫦娥四号着陆区域的选择。”李春来说,美国阿波罗任务和苏联月球任务均在月球正面着陆,且着陆区域没有位于巨大的撞击坑内部,因此不太可能发现代表月球深部的月幔物质成分。
  而嫦娥四号着陆于月球背面南极—艾特肯盆地内。“艾特肯盆地是整个月球上最大、最深和最古老的撞击盆地,被认为是最有可能撞穿月壳、暴露出月球深部物质的区域。”李春来说。
  嫦娥四号探测器着陆点位于艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内部,该区域被芬森(Finsen)撞击坑的溅射物所覆盖,而芬森撞击坑是由小天体撞击艾特肯盆地内部表面而形成,其犹如在艾特肯盆地表面打了一口“深钻井”,进一步将艾特肯盆地表面以下更深部的物质成分挖掘出来。
  千百年来,人类的文学作品甚至神话传说中都不乏月球的身影。一轮皎洁如玉的明月高悬夜空,总会诱发人类无限遐想。脑洞大了琢磨得多了,各种有关月球的谣言也广为流传。
  1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗踏上了月球的土地,成为登上月球的第一人。然而,有些人却认为阿波罗登月是伪造的。
  这些登月质疑者提出的“证据”主要有4点:首先,月球上是真空的,为什么宇航员把美国国旗插在月球表面时,国旗在迎风飘动?其次,高矮不同的宇航员,其投影却差不多高,这说明有人工光源干预;第三,在只有太阳一个光源的情况下,为什么有些宇航员拥有两个影子?第四,阿姆斯特朗在月球上留下的脚印非常清晰,可能是人工伪造的。
  对于这些质疑,中国科学院院士欧阳自远曾进行一一驳斥。他表示,国旗晃动是惯性造成的,当宇航员把国旗插上月球表面时,由于自身重心不稳带动旗帜晃动,而月球上不像地球一样有空气阻力,所以晃动会持续很长时间;高矮问题是由高低不平的月球表面造成的;重影问题是由着陆器造成的,金属材料制成的着陆器拥有多个折射面,不同角度反射了太阳光,由此造成重影;鞋印问题是由于月球表面多为粉末状矿物,粗糙的粉末表面摩擦系数大,一脚踩下去,细碎的粉末很容易粘在一起,使脚印显得特别清晰。
  中国科学院国家天文台研究员郑永春说:“阿波罗登月40多年后,多国的月球探测器拍摄到了大量月球照片,其中一些高分辨率的图像中,已经找到了月球车、登月舱、车轮走过的痕迹以及阿波罗宇航员放在月球上的实验设备等,大量的遗留物品证明确实有人登上过月球,阿波罗登月是线
  关于长城,坊间一直流传着一种说法:站在月球上看地球,用肉眼唯一可以看到的人类建筑就是万里长城,很多人对此深信不疑。
  但直到宇航员们登上了月球,这一说法才被打破。阿波罗12号登月宇航员阿兰·比恩曾表示:“从月球上看地球,唯一能够看到的是一个美丽的球体,大部分是白色(因为有云),还有一些蓝色和黄色的部分,有的时候还能看到星星点点的绿色。”2003年,我国航天员杨利伟在从太空返回地面后也曾表示,地球景色非常美丽,但的确没有看到长城。
  中国科学院光电研究院研究员戴昌达等人经过科学分析后再次确认,肉眼不可能从太空轨道上看到长城。他们指出,即使在通视条件极佳的情况下,常人能够看到10米大小的物体,形成平面形觉的极限距离大约是36千米,远低于公认的太空高度,何况长城宽度基本上只有2米左右,除大的关隘城楼外,一般城台(如烽火台)的宽度也只有5—6米。由此可以断定,宇航员是不可能从太空仅凭肉眼就看到长城的。
  近年来,超级月亮一直很火,但在人们赏月的同时,也有人发出警告宣称,超级月亮出现时,月球的引力会比往常增大很多,这将使地球的板块受到影响,从而诱发大规模的地震、火山喷发、海啸等自然灾害。
  事实上,天文学上并没有超级月亮这个名词,这一说法由美国占星师理查德·诺艾尔1979年提出。他对超级月亮定义为“距离地球最近的新月或满月”。他预言,每次超级月亮都会带来火山喷发和地震等极端自然灾难。
  对此,天文学家并不认同。在郑永春看来,超级月亮是一种正常的天文现象,通常情况下,当月亮离地球最近的时候,且恰好遇见满月,就会出现超级月亮。
  郑永春说,“月球到地球的距离本身就是变化的,最远的时候是40万千米,最近的时候是36万千米,平均距离是38万千米。我们在地球上看到的月亮的大小处于变化之中,几十亿年来一直如此,已经成为一个稳定的现象。而且地球本身的地质活动也很活跃,地球表面岩石圈的固体潮、海洋潮汐的液体潮都是地球与月球引力相互作用的结果,这样的活动每天都在进行,并不存在超级月亮会导致地震等自然灾害的说法。”
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