月球背面為什么去不了
弘雅桑
在過去的60年內(nèi),人類已經(jīng)發(fā)射了超過百個月球探測器,其中有65個月球著陸器,但僅有少數(shù)航天器看到過月球背面,沒有任何一個能夠?qū)崿F(xiàn)月球背面的著陸。這是為什么呢?
簡要答案
其實月球背面是可以去的,只是因為月球整體的阻攔,背面成了通信的禁區(qū)。如果直接發(fā)射探測器到月球背面,探測器會與地球完全失去聯(lián)系,無法傳遞信號,成本高,難度大,收獲小。
詳細內(nèi)容
其實月球背面是可以去的,只是因為月球整體的阻攔,背面成了地面通信的禁區(qū)。如果要發(fā)射探測器到月背去,那探測器就無法接收地球上的信號,也沒辦法將信號傳到地球來,那地面上的科研人員就沒法控制探測器。
月球的背面在人們心中一直很神秘,因為潮汐鎖定效應,月球的背面在地球上是無法看到的。因此,人類關于月球背面的陰謀論和謠言甚囂塵上,外星人基地、納粹殘余、月球人家園,這些甚至廣泛出現(xiàn)在各種科幻作品中,各種演繹充滿想象力。甚至得名“月之暗面”。
今年1月3日上午10點26分,“嫦娥四號”探測器成功自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的馮?卡門撞擊坑內(nèi),實現(xiàn)人類探測器首次在月球背面軟著陸,并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖,揭開了古老月背的神秘面紗。
載人飛船環(huán)繞地球運行時,90分鐘左右就能繞地球一周,如果到地球背面時,該怎么聯(lián)系?
主要有三種方案:
1、全球布網(wǎng)測控站,但受制于海洋無法建站等因素;
2、建立移動測控站,比如使用測量船,但每次都航行到地球另一側(cè)不現(xiàn)實;
3、在太空中建立信號中繼衛(wèi)星網(wǎng)絡,與地球自轉(zhuǎn)同步,只要3-4顆足夠覆蓋全球,不過技術難度很高。
第三種就是信號中繼衛(wèi)星,它們的功能就是接收、加工、轉(zhuǎn)發(fā)其他衛(wèi)星的信息,換句話說:“衛(wèi)星的衛(wèi)星”。擁有這個技術的國家/地區(qū)有美國、俄羅斯、歐洲、中國、日本,但目前處在完整工作狀態(tài)下的中繼衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中,僅有美國和中國能夠?qū)崿F(xiàn)全球覆蓋。
舉個例子。2003年,中國航天第一人楊利偉進入太空,彼時他只能在飛到中國附近衛(wèi)星測控站時才能與地球聯(lián)系,一次通話大概5分鐘就必須結(jié)束。而到了2013年,神舟十號上,王亞平就已能在太空中實現(xiàn)51分鐘的太空授課,期間飛船繞了地球大半圈。到了神舟十一號時,景海鵬和陳冬已能看地面電視直播了。他們依賴的就是我國覆蓋全球的四顆信號中繼衛(wèi)星--天鏈一號。所以,嫦娥四號按計劃抵達月球背面,執(zhí)行任務的指令發(fā)送、信號中繼、數(shù)據(jù)下載等功能,成為鏈接地球與月球的“鵲橋”。
登上月球成本高,難度大,為什么中國還要去?
嫦娥四號做出了回答:“我選擇著陸月球背后,不是因為它簡單,而是因為它更難”。
a. 月球背面幾乎全是環(huán)形山/隕石坑(97.5%),比正面多得多(69%),形成原因和目前的情況只有理論解釋,缺乏實地驗證;
b. 月球背面南極-艾特肯盆地,是太陽系第二大超級隕石坑,早在1998年,NASA的月球勘探者號就發(fā)現(xiàn)這里存在水冰,而且更接近月球最原始的情況;
c. 嫦娥四號實際著陸地點位于該區(qū)域中部的馮·卡門環(huán)形山,它以錢學森的恩師的名字命名。這里經(jīng)過了強烈碰撞,極可能曾經(jīng)被熔巖淹沒,各類物質(zhì)含量豐富,或許留有月幔最原始的成分,保留了月球最深層的秘密;
d. “月球上氦三能量開發(fā)可供人類能源需求XX萬/億年”的說法,相信大家已經(jīng)看過很多了,而理論上月球背面環(huán)境更容易產(chǎn)生氦三;
e. 月球背面有天然的“屏蔽”,沒有任何來自地球的輻射干擾,這意味著它有著無比完美的安靜環(huán)境做天文觀測;
f. 月球背面的月壤也極有可能與正面大不相同。
以上,基本意味著第一個實現(xiàn)月球背面著陸的探測器將會收獲眾多獨特的科研成果,對世界航天和天文界都將是巨大的貢獻。