月球背面為什么去不了
美蘇冷戰時進行的太空競賽眾所周知,美國和蘇聯在那個時期分別向月球發射了34個(失敗7次,成功27次),47個(失敗15次,成功32次)衛星,共計84個衛星。下面是小編整理的月球背面為什么去不了,希望能夠幫助到大家。
月球背面為什么去不了
月球背面是可以去的,由于月球背面距離地球較遠,如果直接發射探測器到月球背面,將會與地球完全失去聯系,無法傳遞信號。人類在過去60年內,已經發射超過數百個月球探測器,但沒有一個能夠實現月球背面著陸。
月球是地球的衛星,并且是太陽系中第五大的衛星。人類肉眼所見稱為月亮,古時又稱太陰、玄兔、嬋娟、玉盤。月球直徑大約是地球的四分之一,質量大約是地球的八十一分之一。月球與地球的平均距離約38.44萬千米,大約是地球直徑的30倍。月球正面分布著由暗色的火山噴出的玄武巖熔巖流充填的巨大撞擊坑,形成了廣闊的平原,稱為“月海”。由于地球的反作用力,使月球每一年遠離地球大約3.8厘米,月球正在逐漸與地球離去。
中國偏要成為登陸月球背面第一國
月球總是只有一面和地球相對
這個奇怪的現象引起了人們的好奇,有的人猜測月球背面隱藏著許多危險的秘密,人類一旦知道就會釀成巨大的災禍;
有的人認為月球背面沒有任何探索價值,所以不需要浪費金錢去探索;有的人認為探索月球背面的難度太低,對于美蘇來說不能證明他們的實力。
眾說紛紜,莫衷一是。到底中國為什么不同于美國、蘇聯的“不屑”而偏要登陸月背呢?
美國登月計劃
“不屑”去還是不能去
我們首先應該要弄清楚的是美蘇為什么不派遣衛星或宇航員探索月背?到底是因為他們的技術太前進“不屑”去還是因為其他原因想去而不能去。
美國曾發射過阿波羅八號,這是人類第一次成功完成的繞月任務。當載著宇航員的飛行器飛入月球背面時,信號突然中斷,雖然發生的一切都在他們的預期計劃當中,但那時的宇航員仍坦言,失去信號的那一段時間是他們精神最緊繃的時候。
信號中斷的原因是因為月球太厚了以至于無線電波無法穿過月球,導致飛行器在背面無法和地球上的任務控制中心取得持續的聯系。
無線電波無法穿透月球
除此之外,月球背面充滿著未知危險的環境也阻撓著當時美國、蘇聯探索月背的腳步。隨著競賽的越來越深入,兩國在太空領域投入不菲、收獲卻有限,因此,慢慢地都放棄了探索月球背面的想法。
所以說,美國、蘇聯并不是不屑去登陸月球背面,恰恰相反的是他們都有過探索月球背面的想法,但由于實現難度太高、耗費資金過多并結合當時復雜的政治環境而遲遲無法實施這項計劃,屬于想去不能去。
為什么大家都想去探索月球背面呢?究竟是什么吸引著眾多國家,把他們的目光投向了未知的月球背面?
月球正面和月球背面
登陸月背的意義
2009年,美國在太空探測器的發現中推測出來月球背面可能含有水。為了證實他們的猜想,NASA決定對月球進行轟炸根據激起的月球塵土來確定是否月球上真的擁有水源。
火箭在月球上形成了巨大的環形坑,同時通過激起的灰塵,美國航空局也確定了轟炸所產生的隕坑中含有含水層。
雖然美國航天局并沒有透漏出更多詳細的細節,但這一消息的公布對于登陸月背的意義深重。從人的誕生來看,水的存在很有可能會有新的生命產生,就算沒有新生命,這些水對于研究月球也起到很大的作用,而登陸月背則對于了解月球有著非常大的幫助。
美國NASA和ISRO在月球上發現了水
根據各國飛行器傳回的資料和照片來看,月球背面相比于月球正面有著更多的隕石坑,幾乎整個背面都是環形山和隕石坑。如果我們想要采集它們的形成信息或者隕石殘骸,都需要實現登陸月球背面。
除了這些隕石坑之外,月球背面還有馮·卡門環形山,這座山曾經歷了極為強烈的碰撞,科學家推測這里很有可能因為碰撞發生過火山噴發,存在著部分的早期月幔,這對研究月球深處都有些什么很有幫助,因此登陸月球背面也是眾多研究者所迫切希望的。
月球馮·卡門環形山
而月球由于地球潮汐力的影響,實現了潮汐鎖定,使月球圍繞地球做一周公轉運動的時間與月球自轉一周的時間相同,因此導致月球始終都是用固定的一面朝向地球。
但又由于月球本身的厚度導致無線電波無法穿過月球,因此沒有無線電波影響的月球背面,是一塊非常安靜、非常適合用來做天文觀測的地方。
準確的天文觀測也有利于我們更好地探索宇宙,在這一點上,我們去登陸月球背面來建立我們的天文觀測站也是被人期望的。
月球潮汐鎖定
除此之外,我們對于能源的渴望也隨著我們的不斷發展而不斷膨大。能源危機始終在威脅著我們的生存,而在月球上有一種神奇的能量——氦三能量。
氦三是將月球土壤加熱到700攝氏度以上從中提取出的一種能源,氦三在地球的土壤中含量稀少卻極為豐富的蘊藏在月球背面的土壤中。
同時,氦三燃燒可以產生巨大的能量,據相關資料來看,一千克氦三燃燒產生的能量足足有19兆瓦,這是一種什么概念?這些能量可以讓一座城市明亮六年,而這僅僅只需要一千克氦三。科學家估計月球上的氦三至少有100萬噸左右,開發氦三可以提供我們能源的千萬年之需。
氦三的原子結構
但即使在這么多人的迫切期望下,美國航天局NASA這些年來卻也僅僅只是一直在計劃去探索并沒有真正的實施,一直到中國嫦娥四號克服了千萬種困難登陸月球背面,這其中究竟是什么困難阻擋了人類探索月球背面的腳步?
實現月背登陸的難度
從上文中所講,我們可以知道的是月球背面是一個無線電波無法直接通過的地方。因此,我們需要一顆中繼衛星來解決這個問題,這顆衛星的任務是將來自地球的無線波轉給最終的登陸機器。
然而,中繼衛星發射是否成功是極為挑戰衛星發射技術的,這顆中繼衛星不僅需要克服宇宙射線和太空碎片的干擾,而且還要走過40多萬公里的路程來到固定的位置——地月L2點Halo軌道。
中繼衛星發射軌跡
那么順利進入這個軌道后就成功了嗎?不,在這個軌道運行的衛星需要被時刻監管,因為它會偷偷發生角度或者軌道路線上的改變。我們必須保證這顆衛星時刻都以高穩定、高精度的姿態和角度來運行,否則就會影響信息的傳輸,繼而影響登陸的成功。
在擁有一顆時刻都以高穩定、高精度的姿態和角度運行的中繼衛星后,我們還要克服的是飛行器如何登陸月球的問題。
首先是我們需要知道的是月球背面的復雜環境,由于從未有人對于月球背面實地探索過,我們僅僅只能依靠一些圖片來熟悉月球背面的環境。有著眾多隕石坑的月球背面,它的表面坑坑洼洼的,想要在它的上面成功登陸并釋放月球探測車來探索周圍,其難度就像是九旬老太穿繡花針——難上加難。
月球表面地勢不平整
其次,我們還需要克服與以往登月相比不同的著陸方式。之所以它的著陸方式與眾不同,是因為我們需要避開地面上的障礙實現垂直著陸。為了實現這種著陸方法,我們需要去進行一些方法上的改進甚至另辟蹊徑,這也對研究人員提出了不小的挑戰。
因此,我們可以看出如果我們想要月背登陸的挑戰能夠成功,需要我們克服的困難真不少。不僅是我們上文中提出的部分問題,在實際操作中還會有著許多讓我們措手不及的意外事故的發生。
我們在進行實驗時,就需要考慮到每一個方面,以及每一個小問題,將細節優化到最優。月背登陸難度這么大,中國又是想到了什么辦法來成功解決了這些困難,實現了月背登陸,成為登陸月球背面第一國的呢?