科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
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昨天（14日），長征十號系列運載火箭成功完成了一子級動力系統(tǒng)試車。按計劃，近期，長征十號系列運載火箭還將開展第二次一子級動力系統(tǒng)試車工作，對一些工況進行進一步驗證，為我國2030年前實現(xiàn)載人登月打好基礎(chǔ)。目前，用于載人登月的火箭、飛船、著陸器、月球車、航天服等等涉及的各種航天器都在加緊研制中。為將來的載人月球探測做各種準(zhǔn)備的同時，別忘了，我們的無人月球探測目前正在進行中。
嫦娥六號月球探測器微博今天上午發(fā)布了一條新動態(tài)，說來自月球的神秘包裹正在運輸中，當(dāng)前運輸進度已超過30%。上周完成月球背面采樣的嫦娥六號，按計劃，再過大約10天時間，它就將返回地面，來自月球背面的“土特產(chǎn)”就要“快遞”到家了。
01
月球正面與背面
形貌特征大不同
嫦娥六號這次到月球上挖的土和幾年前嫦娥五號挖的土最大的不同，就是這回是從月球背面挖來的。其實，我們在地球上一直看到的只是“半個月亮”，也就是說，月球總是以一面對著地球，我們在地球上始終看不到它的“后腦勺”。神秘的月球為什么總是以一面對著我們？它的背面有什么獨特之處，吸引著眾多科學(xué)家、研究者心之所向？
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會存：我們每次看到的月球基本長得是一個樣子的，這就是說月球它永遠(yuǎn)是有一面朝向我們的，我們就把我們看到的這一面叫做月球的正面，與之相對應(yīng)的看不到的那一面就是月球的背面。
月球是地球的一顆衛(wèi)星，同時也是距離地球最近的天體。正是因為月球總以同一面面向地球上的人類，所以月球才有了正面和背面之分。但其實月球背面并不缺乏陽光照射，因此也并不黑暗。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會存：雖然我們實際上看到的月球基本上是黑白灰這種色調(diào)的，但是因為我們做地質(zhì)研究是需要了解月球的一個個地質(zhì)單元是什么樣子的，所以我們就把月球的地質(zhì)單元做了精細(xì)劃分，并在月球儀上體現(xiàn)出來了。從月球儀上也能看出來月球正面和背面的顯著不同，月海還有這些洋主要是在月球正面出現(xiàn)了，月球背面月海和洋出現(xiàn)的頻率就顯著降低了，取而代之的是這種密密麻麻的撞擊坑，這個是月球背面的顯著特點，它早期遭受了非常多隕石的撞擊，“千瘡百孔”。
據(jù)介紹，月球正面的月海，其實并非月球上面的海洋，之所以被稱為“海”或者洋，是因為早期的觀察者發(fā)現(xiàn)月面有部分地區(qū)較暗，在當(dāng)時無法清晰觀察到月球表面的情況下，觀察者們按照對地球的認(rèn)識，猜測該地區(qū)為海洋。后來經(jīng)過進一步探測發(fā)現(xiàn)，這些暗色的月海其實是月面上比較低洼的平原。迄今已知的月海有22個，絕大多數(shù)分布在面向地球的月球正面。
而月球背面地形大多崎嶇不平，表面上看有許多撞擊坑，在這些坑中最著名的便是南極-艾特肯盆地，這也是月球上最大的撞擊坑。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會存：月球正面和背面的顯著差異，就是月球二分性的一個非常重要的體現(xiàn)。嫦娥六號從月球背面采樣返回，其中一個重要的科學(xué)目標(biāo)，就是想解開月球正面和背面二分性的差異。
02
月球“二分性”
正面背面地質(zhì)成分也不同
月球的“二分性”，其實也就是指月球的正面和背面有著巨大的差異性。比如上文提到的地形、地貌上存在很大差異，這是從直觀層面人們對月球“二分性”的總結(jié)。隨著月球探測數(shù)據(jù)的積累，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，月球正面和背面地質(zhì)成分、地質(zhì)年齡等也有很大差異。這次嫦娥六號的月背采樣，就有望給月球研究帶來新的發(fā)現(xiàn)。
專家介紹，月球正面與背面的差異不僅體現(xiàn)在地形、地貌上，通過對月球的進一步探測，我們發(fā)現(xiàn)，月球正面和背面的地質(zhì)成分也存在很大不同。
嫦娥六號任務(wù)工程副總設(shè)計師、地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮 李春來：月球正面和背面自從我們開展月球探測后，發(fā)現(xiàn)它們有非常大的不一樣，從色彩的影調(diào)上看，月球正面主要是以暗黑色的色調(diào)為主，而背面則是以亮色的為主，實際上這可能是它的成分不一樣引起的。正面主要是暗黑色的玄武巖大片、大面積分布，而背面更多的是亮白色的斜長巖分布，對比非常強烈。
專家表示，月球背面整體上相對于月球正面更為古老，埋藏著很多的科學(xué)問題，具有重要科研價值。在“嫦娥六號”之前，人類共對月球進行了10次采樣返回，但這10次采樣均位于月球的正面，此次嫦娥六號實現(xiàn)了人類首次月球背面取樣，有望獲得更豐富的月球科學(xué)數(shù)據(jù)。
嫦娥六號任務(wù)工程副總設(shè)計師、地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮 李春來：嫦娥六號采樣點是月球背面的一個巨大的撞擊坑，古老的、最深的一個巨大撞擊坑，為什么大家都感興趣，是因為它是早期撞出來很可能能夠拋射出深部的月殼，甚至是月幔的物質(zhì)，因為月球深部的物質(zhì)很難獲得，而它對于解決月球或地球的演化會有很好的作用。
03
月球總是一面對地球
是“潮汐鎖定”現(xiàn)象
月球總是以一面對著地球，月球的正面和背面竟有這么大的不同，這是為什么呢？專家告訴記者，這是因為月球被地球“潮汐鎖定”了。什么是“潮汐鎖定”？“潮汐鎖定”又是怎樣形成的呢？
據(jù)介紹，由于重力梯度使天體總是以同一面面向另一個天體的現(xiàn)象就叫做“潮汐鎖定”。一般來說，潮汐鎖定是兩個天體之間的引力作用造成的，大都發(fā)生在大質(zhì)量天體對小質(zhì)量天體之上，月球和地球之間的潮汐鎖定就是經(jīng)過長時間的相互作用達成的結(jié)果。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會存：歷史上并不是這樣的，并不是月球始終只有一面朝向地球，地球和月球在形成之初，地球?qū)υ虑虻奈Γ褪蔷嚯x地球近的這一面的引力比較大，而背面引力比較小，就會導(dǎo)致月球有一個形變，在旋轉(zhuǎn)過程中月球其實并不是一個正圓，它被拉長了，這個旋轉(zhuǎn)過程就不是很穩(wěn)定。
由于月球“正臉”和“后腦勺”受到的引力是不一樣的，導(dǎo)致每天都像是有人在“拉扯”月球，使得月球自轉(zhuǎn)速度減慢，經(jīng)過上億年的“拉扯”，最終月球自轉(zhuǎn)一圈的時間和它繞地球公轉(zhuǎn)一圈的時間相同，達到一種穩(wěn)定狀態(tài)，月球就被地球“潮汐鎖定”了，也就導(dǎo)致月球始終以一個半球朝向地球，所以我們就只能看到月球的一面了。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會存：就像我們用一個袋子裝一個蘋果，可能一開始你在轉(zhuǎn)它的時候，蘋果它自己會轉(zhuǎn)，但是轉(zhuǎn)的時間長了，這個袋子的蘋果就會保持一個非常穩(wěn)定的狀態(tài)，只有一個角度，就是最平穩(wěn)的角度會朝向你，那么你看到的蘋果就是一個面的這樣子的形象。
據(jù)介紹，潮汐鎖定之后，這種現(xiàn)象將會持續(xù)存在，直到有外力干擾導(dǎo)致這種平衡被打破。另外，由于力的作用是相互的，因此月球也會對地球產(chǎn)生影響——月球引力會引起地球上每天兩次漲潮、兩次退潮，我們稱之為潮汐。而且在太陽系中，潮汐鎖定的現(xiàn)象并不少見。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會存：比如說火星和它的兩顆衛(wèi)星都存在潮汐鎖定現(xiàn)象，木星也有大概七八顆的衛(wèi)星，會圍繞著木星存在這種潮汐鎖定現(xiàn)象，一般來說可能距離主星比較近的衛(wèi)星比較容易被潮汐鎖定。
04
嫦娥六號落月地點并非月球南極
原來是“潮汐鎖定”讓我們總是看不到月球的背面。科學(xué)探索就是這么有好奇心，越是看不到的地方，就越想去探索一下。嫦娥六號這次在月球上著陸的地點是在月球背面的南極-艾特肯盆地，可能有不少人會因為“南極-艾特肯盆地”這個名字，誤以為嫦娥六號是在月球的南極著陸了，其實并不是，只是說，南極-艾特肯盆地作為月球上最大的盆地，包含了月球南極區(qū)域的一部分，所以在名字上加上了“南極”兩個字，但它的主體其實是月球背面的南半球區(qū)域。
而嫦娥六號選擇在這一區(qū)域采樣，是因為這里被公認(rèn)為是月球上最大、最深、最古老的一個撞擊盆地。
據(jù)介紹，月球不像地球一樣因為黃赤交角的存在而有明確的北極圈、南極圈的界定。此次嫦娥六號的著陸點，只是位于月球比較接近南極的位置，并非月球南極的極點。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會存：艾特肯盆地可能是在月球形成之初，一次非常大的撞擊事件，以一個傾斜的角度撞到了月球靠南的區(qū)域，然后把這個地方給剝掉了，形成了這樣一個巨大的撞擊盆地，這次撞擊事件對月球內(nèi)部的改造可能也是意義顯著的。現(xiàn)在的研究認(rèn)為，月球內(nèi)部的幾何中心和月球的質(zhì)心是不一樣的，可能就是因為當(dāng)時月球還沒有完全固結(jié)的時候，有這么一次撞擊事件，改變了它質(zhì)心的位置。
月球的直徑有3400多公里，而艾特肯盆地直徑約為2500公里，包括了月球南極和月球背面的中緯度地區(qū)，是月球上最大、最深和最古老的撞擊坑，科學(xué)家們希望在這里的發(fā)現(xiàn)能更好地理解月球的形成和演化過程，因此這里也成為國際探月的重點區(qū)域。
05
未來嫦娥七號任務(wù)計劃勘察
月球南極環(huán)境
真正我們對月球南極的探測，要到嫦娥七號任務(wù)，根據(jù)國家航天局此前公布的信息，嫦娥七號任務(wù)計劃于2026年前后發(fā)射，將在月球南極著陸，勘察月球南極月表環(huán)境、月壤水冰等，開展月球形貌、成分和構(gòu)造的高精度探測與研究。
國際上對月球南極的探測也一直是一個熱點，為什么很多國家的科學(xué)家都對月球南極這么感興趣呢？
吸引各國科學(xué)家聚焦月球南極探測的原因就是，這里可能有水資源存在。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會存：此前人類的探測器曾經(jīng)進行過一個月面撞擊實驗，在受控的條件下撞向了月球南極的一個隕石坑，然后有另一顆探測器在軌道去探測這些撞擊出來的氣氛中有什么物質(zhì)，就探測到了非常豐富的水含量，認(rèn)為月球極區(qū)可能會有我們所需要的這種水冰資源，因此后續(xù)很多探測器還有著陸器都會把目標(biāo)指向月球極區(qū)去發(fā)現(xiàn)，或者是開發(fā)月球南極的水冰資源。可能人類以后想要建立月球基地，南極區(qū)域是一個比較理想的區(qū)域，所以現(xiàn)在國際上月球南極區(qū)域的探測成了一個熱點。
06
更多國際合作
揭開月球與深空更多奧秘
就在前不久，埃及和巴林與中方簽署了合同，未來嫦娥七號將在軌道器上搭載埃及航天局和巴林國家空間科學(xué)局聯(lián)合研制的月表物質(zhì)超光譜成像儀，用于開展月表物質(zhì)成像與分析。其實這次的嫦娥六號上，就已經(jīng)搭載了歐空局、法國、意大利、巴基斯坦的國際載荷，一同進行科學(xué)探測。期待未來更多的國際合作，推動揭開月球與深空的更多奧秘。
（總臺央視記者 帥俊全 任梅梅 李志貴）
（來源：央視新聞客戶端）
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