現(xiàn)在探月，流行“撞一下”

本報(bào)駐美國(guó)特約記者 謝 昭 本報(bào)特約記者 龐之浩

7月20日是人類首次載人登月40周年紀(jì)念日，英國(guó)《每日電訊報(bào)》15日甚至列出了10條理由質(zhì)疑當(dāng)初登月的真實(shí)性，讓月球探索再度成為大眾關(guān)注的熱點(diǎn)話題。同時(shí)作為“重返月球”戰(zhàn)略計(jì)劃的第一步，美國(guó)6月18日發(fā)射的月球探測(cè)器也發(fā)回了首批月球照片。按照計(jì)劃，它將在10月9日猛烈撞擊月球，以最終確認(rèn)月球上是否有水存在。

通過(guò)撞擊探測(cè)月球內(nèi)部

這次美國(guó)月球探測(cè)器的撞擊試驗(yàn)是近年興起的新型月球探測(cè)方式。目前美國(guó)、歐洲、中國(guó)、印度和日本的探測(cè)器都已先后撞月。不過(guò)此前的這些撞月行動(dòng)大多是在月球探測(cè)器壽命末期發(fā)揮余熱的行動(dòng)。撞擊式探測(cè)與月球硬著陸探測(cè)并不相同。硬著陸探測(cè)方式是利用探測(cè)器在月球表面著陸前的短暫時(shí)間探測(cè)月球周圍環(huán)境和拍攝地外星球照片；而撞擊式探測(cè)方式不僅能像硬著陸探測(cè)方式一樣，在撞擊月球表面前拍攝并傳回高分辨率月面照片，更重要的是要通過(guò)撞擊把月坑內(nèi)的物質(zhì)濺起到陽(yáng)光下，并通過(guò)其他月球探測(cè)衛(wèi)星、人造地球衛(wèi)星甚至地面望遠(yuǎn)鏡來(lái)探測(cè)月球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成。因此撞擊式探測(cè)不同于其他觀測(cè)方式只能局限于月球表面，它可以直接觀察到月球內(nèi)部。此外撞擊式探測(cè)還可用于提供落月過(guò)程控制和軌道測(cè)定方面的經(jīng)驗(yàn)。

各國(guó)先后撞月

上世紀(jì)90年代，美國(guó)“克萊門汀”和“月球勘探者”探測(cè)器相繼以間接方式在月球兩極發(fā)現(xiàn)水冰，在全球產(chǎn)生巨大轟動(dòng)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證，1999年7月31日，美國(guó)航空航天局讓壽命末期的“月球勘探者”探測(cè)器攜帶美國(guó)天文學(xué)家蘇梅克骨灰撞擊了月球南極一座環(huán)形山內(nèi)側(cè)的山壁，以便將其遺愿永留月球，并想利用撞擊產(chǎn)生的高溫把月球土壤和巖石中的冰汽化，從而確定月球是否存在水源。但遺憾的是，實(shí)施撞擊后未觀測(cè)到有水蒸氣出現(xiàn)。專家分析后認(rèn)為，其原因可能有三方面：一是月球上根本沒(méi)有水；二是沒(méi)有撞準(zhǔn)地方；三是撞擊力不夠。因此，新發(fā)射的專用月球撞擊探測(cè)器“月球坑觀測(cè)與感知衛(wèi)星”將對(duì)月球極區(qū)終年不見(jiàn)陽(yáng)光地區(qū)到底是否存在水冰給出明確答案。

第二個(gè)進(jìn)行撞擊式探測(cè)是歐洲。2006年9月3日，歐洲航天局讓壽命末期的“斯瑪特-1”衛(wèi)星以“打水漂”方式成功撞擊月球。該項(xiàng)目首席科學(xué)家伯納德·富萬(wàn)表示，選擇月球西南部被稱為“卓越湖”的火山巖平原作為撞擊地點(diǎn)，是由于該地區(qū)是富含礦物的火山巖陰暗區(qū)，科學(xué)家能觀測(cè)到撞擊產(chǎn)生的塵埃，并分析出它們的成分，從而為開(kāi)發(fā)月球能源做準(zhǔn)備。

第三個(gè)進(jìn)行撞擊式探測(cè)是印度。2008年11月14日，印度“月船1號(hào)”在月球軌道釋放了一個(gè)電視大小的月球撞擊探測(cè)儀“沖擊者”，發(fā)射后20分鐘它撞擊了南極附近月面?！皼_擊者”在接近月球的過(guò)程中能不斷對(duì)月球進(jìn)行拍攝，這些拍攝數(shù)據(jù)有助于印度未來(lái)選擇月球車的著陸位置。另外通過(guò)探測(cè)“沖擊者”撞擊月面時(shí)激起的月球土壤，演示精確著陸月表所需的技術(shù)。為印證“沖擊者”與月球的初次接觸，它還把印度國(guó)旗“拋上”月球，以確立其在月球的存在。從這個(gè)角度看，印度“沖擊者”是世界第一個(gè)專用撞擊式月球探測(cè)器，在政治上、工程上具有一定意義，但由于只有29千克，科學(xué)意義并不大。

第四個(gè)進(jìn)行撞擊式探測(cè)的是中國(guó)。為了給中國(guó)探月“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略的第二步“探路”，2009年3月1日，已超期服役的中國(guó)“嫦娥-1”月球探測(cè)衛(wèi)星受控成功撞擊了月球豐富海區(qū)域。第五個(gè)進(jìn)行撞擊式探測(cè)是日本。2009年6月11日，日本“月女神”探測(cè)器在成功完成長(zhǎng)達(dá)19個(gè)月的探月使命后撞擊了月球正面的東南部分，形成了直徑5-10米、深約1米的一個(gè)小月坑。6月19日日本公布了“月女神”撞月之前14分鐘內(nèi)拍攝到的7張?jiān)卤碚掌?/p>

最牛的撞擊式探測(cè)

美國(guó)6月18日發(fā)射的專用撞擊月球探測(cè)器與此前的探月衛(wèi)星都不同。這顆名為“月球坑觀測(cè)與感知”的衛(wèi)星由“半人馬座”火箭上半部分和“守望航天器”兩部分組成，它們?cè)谧矒羟?小時(shí)40分鐘分離?！鞍肴笋R座”將首先撞擊，“守望航天器”尾隨其后，觀測(cè)“半人馬座”撞擊產(chǎn)生的閃光，采集數(shù)據(jù)并發(fā)回地球?！鞍肴笋R座”質(zhì)量達(dá)2.3噸，與一輛大型運(yùn)動(dòng)休閑車相仿，以相當(dāng)于子彈速度兩倍的速度撞擊月球南極地區(qū)。據(jù)估計(jì)，“半人馬座”撞擊月球時(shí)會(huì)形成一個(gè)直徑大約28米、深度大約5米的撞擊坑，把20億年未見(jiàn)到陽(yáng)光的坑內(nèi)物質(zhì)翻出來(lái)，將約350噸碎片濺起到陽(yáng)光下，使人們首次看到這些物質(zhì)是由什么構(gòu)成的，以及其中隱藏著什么秘密。撞擊時(shí)產(chǎn)生巨大塵埃煙云，人們?cè)诘厍蛏暇涂梢越柚鷺I(yè)余望遠(yuǎn)鏡觀看到撞擊產(chǎn)生的閃光。4分鐘后，“守望航天器”對(duì)附近的月球坑進(jìn)行第2次撞擊,再次形成碎片云，產(chǎn)生直徑約18米、深度3.5米的撞擊坑。

耗費(fèi)巨大的“月球坑觀測(cè)與感知衛(wèi)星”專門為探測(cè)月球是否有水存在而研制，它分兩次撞擊月球，能極大提高任務(wù)的成功率。即使撞擊不能發(fā)現(xiàn)水冰，由于撞擊坑很大，屆時(shí)將可能作為未來(lái)的美國(guó)月球基地提供可以容納10架航天飛機(jī)承載量的“極地倉(cāng)庫(kù)”。

除了在月球表面撞擊外，各國(guó)還在研制能深入月球表層的“穿透飛鏢”式探測(cè)器。日本原定發(fā)射“月球A”探測(cè)器，但由于如何使穿透器承受住扎入月球表面時(shí)的劇烈沖擊問(wèn)題遲遲不能解決，最終使該工程中途夭折。英國(guó)2010年發(fā)射的“月光”探測(cè)器則有望成為世界首批飛鏢式探測(cè)器。▲