嫦娥四号着陆月背图片(预计嫦娥四号几月几日着陆)
什么是昌 e长什么样?泪奔!昌 e IV成功登陆月球背面,向您展示了 史上之一。
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2018年12月8日2点23分,中国昌 e IV从西昌卫星发射中心成功升空,开始了它的奔月之旅!
成功发射现场(来源我们的太空微博)
据新华社报道,2019年1月3日10时26分,嫦娥一号;e-4探测器在月球背面南极-艾特肯盆地的冯卡门撞击坑自主着陆,实现了人类探测器在月球背面的软着陆。
这对中国有多重要?s探月,乃至整个人类的探索?本文十大要点为你全方位解读。
看点一为什么选择探测月球背后?
每天,地球上有无数的人,抬起头来看,我发现这是月光,他们对它表达各种各样的感情。,很少有人意识到,自从他们之一次看到月亮以来,月亮就一直在闪烁。模式\ 在月球表面除了月亮的形状(相)发生了变化之外,从来没有发生过变化,就连人类最早的祖先——古猿看到的月亮,也和今天白癜风网小编没有什么不同。
美国宇航局观测到的月球。美国太空总署的深空气象探测卫星。定点 150万公里外的太阳和地球的拉格朗日点与地球擦肩而过,可以清楚地看到月球只有一面面向地球(图片来源NASA)。
道理很简单
经过数亿年的时间。努力,庞大的地球已经牢牢实现了月球的潮汐锁定,使其完全等于自己绕地球旋转 革命的年代。从地球上,你只能看到固定朝向地球的那一面。虽然由于月亮的缘故,可以瞥见背面的一小部分。天平动和视差,大部分是看不见的。我们称之为 月亮的背面 而在一些文学作品中,它也被称为 月亮的阴暗面 应该注意的是,月球的背面也可以被太阳照亮,而不是被太阳照亮。黑暗 但人类是看不见的。
看点二\"我选择着陆月球背后,不是因为它简单,而是因为它更难\"
人类探月乃至人类航天的巅峰是著名的阿波罗登月工程,它在历史上留下了三句话
肯尼迪总统说了两个词。我们将在这个十年结束前把宇航员送上月球,然后把他们安全送回。 我们选择去月球不是因为它简单,而是因为它困难。
经过无数宇航员的努力,1969年7月20日,阿姆斯特朗终于说出了最著名的一句话 这是我的一小步,却是全人类的一大步。
当中国改变时。e III到了,月球正面已经有20个着陆器,背面却是0个(来源 )。
,所有的阿波罗载人任务,甚至苏联和美国的其他无人登陆任务,都集中在月球正面,人类已经了解了很多。现在,不仅顶尖科学家可以每天用激光精确监测地月距离和表面状况,普通天文爱好者也可以用望远镜了解月球正面的每一个月海和环形山。阿波罗计划甚至将12名宇航员送上月球正面,带回了382公斤的单体样本。
我们之所以总是探测正面,正面着陆,却从不去背面,一个重要原因就是背面着陆比正面着陆困难得多。
因为苏联和美国的太空竞赛的方向已经逐渐变成 昂贵但有限 他们已经放弃了探月。这也给人类探月留下了一大挑战谁能成功登陆月球背面?难道因为难就不去吗?
昌 e四回答说 我选择在月球后面着陆,不是因为它简单,而是因为它更困难。
看点三月球背后探测会给科研界带来什么?
直接聚焦
A.月球背面几乎全是环形山/陨石坑(97.5%),比正面(69%)多得多。形成原因和现状只有理论上的解释,没有实地验证;
B.月球背面的南极-艾特肯盆地是太阳系第二大超级陨石坑。早在1998年,NASA s月球探测器发现这里有水冰,更接近月球最原始的情况;
C.嫦娥一号的实际着陆点。e IV位于该地区中部的冯卡门撞击坑,它是以钱学森 的导师。在一次强烈碰撞后,它很可能被熔岩淹没,富含各种物质,或许留下了月球地幔最原始的成分,保留了月球最深处的秘密;
D.相信你也看到了很多这样的说法,在月球上开发氦-3能源可以满足人类XX百万/1亿年的能源需求,但理论上月球背后的环境更容易产生氦-3;
E.有一个自然 盾牌 在月球背面,并且没有来自地球的辐射干扰,这意味着它拥有完美的安静的天文观测环境;
F.月球背面的月壤也极有可能与正面大相径庭。
月球正面(左)和背面(右)看起来非常不同(来源美国宇航局)
以上基本意味着之一个登陆月球背面的探测器将收获许多独特的科研成果,为世界航空航天和天文学界做出巨大贡献。
看点四月球挡住了,信号咋办?
由于月球挡在后面,需要安排信号中继卫星为着陆器做准备,支持整个信号。从20世纪60年代开始,NASA就一直在提出想法和论证,但从未付诸实践。目前,中国已经完成了这项任务早在今年5月,就成功部署了\ 鹊桥\ 中继卫星,运行在拉格朗日2o ;地球和月球上的时钟,距离月球65000公里。
鹊桥中继星与地月的轨道关系(来源吴等。)
这是人类历史上之一颗月球信号中继卫星,它架起了地球。
和月球背后的\"鹊桥\",它将全程见证嫦娥四号的探测过程,也将负责嫦娥四号的全程通信。看点五着陆区域到底有多复杂?
月球背面陨石坑密布、尤其南极-艾特肯盆地的地形和高程图异常复杂,对各种配合着陆传感器的系统要求很高。尤其是高度方面的变化速度超过了以往任何一次着陆,更大落差高达16.1千米。冯·卡门环形山属于其中一块核心区域,对嫦娥四号而言,相当于翻越崇山峻岭来找它。
如果把此前探测器在月球正面的着陆情形描述为小船轻轻划过湖面,嫦娥四号在月球背面的着陆就好比在风暴洋中冲浪,难度不可同日而语。
南极-艾特肯盆地的地形图复杂程度远超其他地方,上图中标注处即冯·卡门环形山(图修改自Garrick-Bethell and Zuber)
为了成功着陆并释放月球车探测,所克服的难度和意义可想而知。
看点六为什么四天就到月球,还迟迟不着陆?
嫦娥四号早在12月8日就出发,使用了我国目前深空探测的最强火箭长三乙改III型。3.8吨重的它仅花了4天14时16分就完成了发射、轨道校正、近月制动、进入工作轨道,是四次主要任务中最短的一个。但依然等到了2019年1月3日才进行着陆任务。
为什么需要这么长的时间呢?
是为了等待时机。
月球被潮汐锁定,自转与公转相同,导致它的一天就是一年,一半是黑夜一半是白天。换做地球时间就是近14天交替的白天黑夜。在进入月球轨道后,嫦娥四号一边测试仪器,一边等待月球进入白天,毕竟它的主要能量来源是太阳能。
光线照射形成的影子,也是着陆时判断地形的重要图像参考(图源NASA)
另一方面,由于降落地点处于南极附近,它需要逐渐调整轨道倾角才能经过这里,比较耗时。,也要等待太阳光照在月球的角度达到理想的状态,这样所有的地貌都会有比较清晰的阴影,更大程度辅助光学设备选择并定位着陆地点。
网上有说法是,阿波罗登月的选择时间参考了中国的传统历法——农历,某种程度上,这个说法挺有道理,因为农历与月相一致,月相又说明了月球上太阳光照情况。这是登月设备的重要参考。
看点七嫦娥四号着陆怎么\"走位\"?
由于降落的难度大大增加,嫦娥四号的着陆方式也将作出改动。由于着陆地的独特地貌特点,它的避障需求远高于其他着陆任务。
嫦娥三号和四号动力下降过程对比(图源李飞等)
可以看出,在进入准备阶段后,嫦娥四号的轨迹不降反升,而后进入一个几乎要实现长距离垂直下降过程,期间完成避障、悬停、精避障、缓速降落全过程,难度极大。这么一个复杂的\"走位\",对自主导航制导与控制要求极高。
看点八嫦娥四号的能量怎么来?
采用太阳能电池板和充电电池组合,是很多月球探测器的基本配备。在(月球)白天,月球上太阳能极其充沛,太阳能电池板充电,剩余电能储蓄下来,所有系统正常工作。晚上能量不足,只能冬眠或降低工作强度。我国的嫦娥三号和玉兔号任务,以及苏联、美国诸多无人探测器,大都采用这个方案。
2013年12月2日发射的嫦娥三号和玉兔号月球车的能量主要依靠太阳能电池板(图源中国航天科技集团)
为应对夜晚过低的温度,探测器还需要携带放射性同位素元素钚-238,它的半衰期长达88年,会源源不断释放热量,做保温用,嫦娥三号即是如此。与此,它的热量也可以收集起来用以发电,这就是大名鼎鼎的\"核电池\",太阳系的五个使者先锋十号、先锋十一号、旅行者一号、旅行者二号、新视野号,皆是依靠它实现了深空之旅。
而在嫦娥四号上,中国将实验自己的\"核电池\"技术。尽管它不是最主要的能量来源,但这个突破已经意义重大。
看点九逆袭的备份!
嫦娥四号原本是嫦娥三号的备份版本,但毫无疑问,目前它的科学和工程目标都大大超出了前者。在嫦娥四号动力下降过程中,它需要鹊桥号配合完成全部动作,这就要求对星上传感器和核心降落辅助设备进行全新升级。
月面微型生态圈,带有马铃薯、蚕、拟南芥和生命支撑系统(图源重庆大学)
基于过往经验,嫦娥四号对月球车进行了一定改进,以期延长使用寿命,扩大科研成果。太阳能帆板系统也升级为高效三结砷化镓材料,能量来源更强劲。对嫦娥三号已有的测月雷达等设备进行升级。
,在科学仪器上,为充分利用月球背后的\"干净\"天文观测条件,它新增了探测中子及辐射剂量、低频射电和中性原子等一系列设备。除了科研,它还携带了一个以科普为主要目标的月面微型生态圈,里面有几种生物,也是人类进行月面生物实验。
看点十国际合作大突破
嫦娥探月工程作为中国更具标志性大型科学研究项目之一,在扩展中国航天国际影响力、甚至直接促进国际合作方面的意义对我国而言是无可取代的,而嫦娥四号任务(本质上鹊桥号中继卫星也属于嫦娥四号任务的一部分)更是为中国航天迈出了突破性的一步。
嫦娥四号任务的火箭整流罩上有众多国际机构,可以看出这是个高度国际化的任务(图源中国航天科技集团)
在科学方面,低射频电探测仪是与荷兰合作,月表中子与辐射剂量探测仪是与德国合作,中性原子探测仪是和瑞典合作,月球小型光学成像探测仪是与沙特合作。
在任务成功后,嫦娥四号收集来的一手科研数据将会对外全部公开,欢迎全世界科学家共同研究。一言以蔽之嫦娥工程是近些年中国航天在国际上更大的一张名片,造成广泛影响的,也在行业内外得到了很多关注,是我国航天对外开放吸引合作的更佳平台。
因而,眼前的嫦娥四号,不仅是中国的,更是全世界的。它的科学和工程意义,对整个人类而言都是重大突破。
主要参考文献
1. 文中的\"吴伟仁等\"指来自此期刊文章吴伟仁,王琼,唐玉华,等. \"嫦娥4号\"月球背面软着陆任务设计[J]. 深空探测学报,2017, 4(2):111-117.
2. 文中的\"李飞等\"指来自此期刊文章李飞, 张熇, 吴学英, 等. 月球背面地形对软着陆探测的影响分析[J]. 深空探测学报, 2017, 4(2): 143-149.
3. NASA最早提出的完整月球信号中继方案可见文章Farquhar, W. (1972). A halo-orbit lunar station.
4. 南极-艾特肯盆地高程原图来自Potter, R. W. K., G. S. Collins, W. S. Kiefer, P. J. McGovern, and D. A. Kring (2012), Constraining the size of the South Pole-Aitken basin impact, Icarus, 220, 730–743, doi:10.1016/j.icarus.2012.05.032.
(本文中标明来源的图片均已获得授权)
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