“嫦娥”首登月背的深度解讀

新年剛過，距離我們30多萬公里的月球傳來令人振奮的消息：嫦娥四號(hào)探測器成功著陸月球背面預(yù)選著陸區(qū)，并通過“鵲橋”中繼星傳回世界第一張近距離拍攝的月背影像圖。這是人類探測器首次實(shí)現(xiàn)月背軟著陸，首次實(shí)現(xiàn)月背與地球的中繼通信。帶著中國人美好夢想的“嫦娥”揭開了古老月背的神秘面紗，它們的“親密接觸”不僅令中國人歡欣鼓舞，也引來諸多國際媒體點(diǎn)贊，更讓航天愛好者沸騰。

著陸突破兩大挑戰(zhàn)

3日夜，嫦娥四號(hào)著陸器與巡視器順利分離，玉兔二號(hào)巡視器駛抵月球表面。著陸器上監(jiān)視相機(jī)拍攝的玉兔二號(hào)在月背留下第一道痕跡的影像圖順利傳回地面。

相比著陸月球正面，在月球背面著陸難度要大得多，這也是月背如此“人跡罕至”的原因。一大挑戰(zhàn)在于，月球背面地形崎嶇，對(duì)探測器著陸區(qū)的選擇和著陸精度提出了更高的要求。法新社稱，月球正面有許多平坦區(qū)域可供著陸，而背面崎嶇不平。此前還沒有探測器抵達(dá)月球背面，這不是簡單的科技——中國為這一時(shí)刻已經(jīng)準(zhǔn)備多年。英國廣播公司（BBC）稱，中國這次任務(wù)對(duì)于任何機(jī)構(gòu)來說，都尚屬首次。月球背面崎嶇不平的地形，對(duì)探測器的安全著陸提出了特殊挑戰(zhàn)。如果探測器降落在一個(gè)凸出的巖石上，將意味著任務(wù)立即失敗。

另一大挑戰(zhàn)在于，月球背面無法同地球直接通信，必須用中繼星中繼的方式。所有信息傳輸都需要在“鵲橋”的中轉(zhuǎn)下完成。CNN稱，探測器在月球背面成功著陸，對(duì)于希望成為領(lǐng)先的航天強(qiáng)國的中國來說是一個(gè)巨大的里程碑。由于同步自轉(zhuǎn)的原因，月球背面永遠(yuǎn)不會(huì)面向地球。探測器著陸的地方背對(duì)地球，意味著它不可能與地面控制系統(tǒng)直接通信。為了克服這一障礙，中國早些時(shí)候發(fā)射了一顆繞月球軌道運(yùn)行的專用衛(wèi)星，該衛(wèi)星將探測器的信號(hào)傳回地球。

國際宇航大學(xué)原主任約瑟夫·佩爾頓博士認(rèn)為，這次嫦娥四號(hào)降落月球背面，最困難的地方在于對(duì)探測器的控制不易，必須通過中繼通訊衛(wèi)星遠(yuǎn)程指揮。顯然，由于通訊過程的延遲，必須使用自主決策的先進(jìn)技術(shù)，而非此前各國月球探測器使用的直接式指令控制。這項(xiàng)技術(shù)需要通訊指令、遙感以及其他相關(guān)技術(shù)的突破，未來它還可以用于其他的實(shí)際應(yīng)用和科學(xué)研究?！安痪玫膶?，搭載在嫦娥四號(hào)的科研儀器會(huì)發(fā)回包括月球背面的水含量等各種科學(xué)信息，這是很有趣的事情。雖然美俄也有這樣的中繼通訊技術(shù)，但從未嘗試過將其用于登陸月背。

由于月背特殊的環(huán)境，放置在這里的科研設(shè)備不會(huì)受到來自地球的無線電信號(hào)干擾，能對(duì)太空中微弱的電磁信號(hào)進(jìn)行探測。該項(xiàng)目可以幫助國際科學(xué)界理解大氣層和字宙的特性，有助于對(duì)廣袤的太空進(jìn)行探索及更大范圍內(nèi)的國際合作。

后續(xù)探測仍有系列障礙要克服

嫦娥四號(hào)將在月球背面進(jìn)行一系列探測、研究工作?？茖W(xué)家認(rèn)為，月球背面比正面更為古老，馮·卡門撞擊坑的物質(zhì)成分和地質(zhì)年代具有代表性，對(duì)研究月球和太陽系的早期歷史具有重要價(jià)值?！都~約時(shí)報(bào)》稱，中國探測器登陸的地方是月球上最古老、最深的隕石坑，因此探測器的發(fā)現(xiàn)可以為了解月球的起源和進(jìn)化提供線索。一些科學(xué)家猜測周圍的盆地可能富含礦物質(zhì)。月球上擁有巨大的能源儲(chǔ)備。最主要的燃料是氦3。由于沒有大氣層，月球表面土壤中有大量通過太陽風(fēng)吹來的氦3，這是一種清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料，用它進(jìn)行核聚變發(fā)電可提供便宜、無毒和無放射性的能源，所以被科學(xué)界稱作“完美能源”。據(jù)保守估計(jì)，月壤中有100萬噸氦3，用它發(fā)電可以滿足地球1萬年的能源需求。

俄羅斯的一項(xiàng)估算則顯示，1噸氦3的價(jià)值約為100億美元，用飛船從月球運(yùn)回1噸氦3的總費(fèi)用為2000萬到4000萬美元，開發(fā)月球氦3有利可圖。

此外，月球上蘊(yùn)藏著大量的自然資源，已知有100多種礦物，其中5種是地球上沒有的。月球上有豐富的鈦、鐵、鈾、釷、稀土、鎂、磷、硅、鈉、鉀、鎳、鉻、錳等礦產(chǎn)，僅月海玄武巖中就含有至少100萬億噸可開采利用的鈦金屬。如果開發(fā)月球資源是太空發(fā)展的下一步，一次成功的登陸可能會(huì)讓中國處于更有利的位置。

BBC稱，由于月球背面沒有來自地球的無線電波干擾，被視為天文觀測的極佳場所。值得一提的是，嫦娥四號(hào)的著陸器還攜帶了一個(gè)3公斤重的小型實(shí)驗(yàn)室“微型生態(tài)圈”，內(nèi)含蠶卵、土豆和擬南芥種子，該實(shí)驗(yàn)由28所中國大學(xué)設(shè)計(jì)。

“此次探測任務(wù)中還有許多大大小小的突破值得關(guān)注?！焙娇蘸教鞂＜引嬛茖?duì)記者說，探測器在后面的工作中還會(huì)遇到挑戰(zhàn)。一個(gè)是移動(dòng)關(guān)，月球背面地形相當(dāng)復(fù)雜，最高的山峰比珠穆朗瑪峰還高，大坑套小坑，月球車順利完成表面移動(dòng)也是一大突破點(diǎn)。另外便是在長月夜的生存關(guān)，零下180攝氏度的極端低溫是一個(gè)考驗(yàn)。這次能實(shí)現(xiàn)夜間工作，測量月球表面溫度，可謂是一個(gè)非常大的突破。