科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
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昨天（14日），長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭成功完成了一子級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)試車。按計(jì)劃，近期，長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭還將開展第二次一子級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)試車工作，對(duì)一些工況進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，為我國2030年前實(shí)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(cè)做各種準(zhǔn)備的同時(shí)，別忘了，我們的無人月球探測(cè)目前正在進(jìn)行中。
嫦娥六號(hào)月球探測(cè)器微博今天上午發(fā)布了一條新動(dòng)態(tài)，說來自月球的神秘包裹正在運(yùn)輸中，當(dāng)前運(yùn)輸進(jìn)度已超過30%。上周完成月球背面采樣的嫦娥六號(hào)，按計(jì)劃，再過大約10天時(shí)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(hào)這次到月球上挖的土和幾年前嫦娥五號(hào)挖的土最大的不同，就是這回是從月球背面挖來的。其實(shí)，我們?cè)诘厍蛏弦恢笨吹降闹皇恰鞍雮€(gè)月亮”，也就是說，月球總是以一面對(duì)著地球，我們?cè)诘厍蛏鲜冀K看不到它的“后腦勺”。神秘的月球?yàn)槭裁纯偸且砸幻鎸?duì)著我們？它的背面有什么獨(dú)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(huì)存：我們每次看到的月球基本長(zhǎng)得是一個(gè)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(duì)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(shí)也是距離地球最近的天體。正是因?yàn)樵虑蚩傄酝幻婷嫦虻厍蛏系娜祟悾栽虑虿庞辛苏婧捅趁嬷帧５鋵?shí)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(huì)存：雖然我們實(shí)際上看到的月球基本上是黑白灰這種色調(diào)的，但是因?yàn)槲覀冏龅刭|(zhì)研究是需要了解月球的一個(gè)個(gè)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(gè)是月球背面的顯著特點(diǎn)，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(shí)并非月球上面的海洋，之所以被稱為“海”或者洋，是因?yàn)樵缙诘挠^察者發(fā)現(xiàn)月面有部分地區(qū)較暗，在當(dāng)時(shí)無法清晰觀察到月球表面的情況下，觀察者們按照對(duì)地球的認(rèn)識(shí)，猜測(cè)該地區(qū)為海洋。后來經(jīng)過進(jìn)一步探測(cè)發(fā)現(xiàn)，這些暗色的月海其實(shí)是月面上比較低洼的平原。迄今已知的月海有22個(gè)，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(huì)存：月球正面和背面的顯著差異，就是月球二分性的一個(gè)非常重要的體現(xiàn)。嫦娥六號(hào)從月球背面采樣返回，其中一個(gè)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(shí)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(duì)月球“二分性”的總結(jié)。隨著月球探測(cè)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(hào)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(duì)月球的進(jìn)一步探測(cè)，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(hào)任務(wù)工程副總設(shè)計(jì)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(cè)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(shí)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(zhǎng)巖分布，對(duì)比非常強(qiáng)烈。
專家表示，月球背面整體上相對(duì)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(jià)值。在“嫦娥六號(hào)”之前，人類共對(duì)月球進(jìn)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(hào)實(shí)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(hào)任務(wù)工程副總設(shè)計(jì)師、地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮 李春來：嫦娥六號(hào)采樣點(diǎn)是月球背面的一個(gè)巨大的撞擊坑，古老的、最深的一個(gè)巨大撞擊坑，為什么大家都感興趣，是因?yàn)樗窃缙谧渤鰜砗芸赡苣軌驋伾涑錾畈康脑職ぃ?strong>甚至是月幔的物質(zhì)，因?yàn)樵虑蛏畈康奈镔|(zhì)很難獲得，而它對(duì)于解決月球或地球的演化會(huì)有很好的作用。
03
月球總是一面對(duì)地球
是“潮汐鎖定”現(xiàn)象
月球總是以一面對(duì)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?yàn)樵虑虮坏厍?strong>“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(gè)天體的現(xiàn)象就叫做“潮汐鎖定”。一般來說，潮汐鎖定是兩個(gè)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(duì)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(zhǎng)時(shí)間的相互作用達(dá)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(huì)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?，就是距離地球近的這一面的引力比較大，而背面引力比較小，就會(huì)導(dǎo)致月球有一個(gè)形變，在旋轉(zhuǎn)過程中月球其實(shí)并不是一個(gè)正圓，它被拉長(zhǎng)了，這個(gè)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(shí)間和它繞地球公轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間相同，達(dá)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(gè)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(huì)存：就像我們用一個(gè)袋子裝一個(gè)蘋果，可能一開始你在轉(zhuǎn)它的時(shí)候，蘋果它自己會(huì)轉(zhuǎn)，但是轉(zhuǎn)的時(shí)間長(zhǎng)了，這個(gè)袋子的蘋果就會(huì)保持一個(gè)非常穩(wěn)定的狀態(tài)，只有一個(gè)角度，就是最平穩(wěn)的角度會(huì)朝向你，那么你看到的蘋果就是一個(gè)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(huì)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(huì)對(duì)地球產(chǎn)生影響——月球引力會(huì)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(huì)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(huì)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(hào)落月地點(diǎn)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(hào)這次在月球上著陸的地點(diǎn)是在月球背面的南極-艾特肯盆地，可能有不少人會(huì)因?yàn)椤澳蠘O-艾特肯盆地”這個(gè)名字，誤以為嫦娥六號(hào)是在月球的南極著陸了，其實(shí)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(gè)字，但它的主體其實(shí)是月球背面的南半球區(qū)域。
而嫦娥六號(hào)選擇在這一區(qū)域采樣，是因?yàn)檫@里被公認(rèn)為是月球上最大、最深、最古老的一個(gè)撞擊盆地。
據(jù)介紹，月球不像地球一樣因?yàn)辄S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(hào)的著陸點(diǎn)，只是位于月球比較接近南極的位置，并非月球南極的極點(diǎn)。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士 何會(huì)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(gè)傾斜的角度撞到了月球靠南的區(qū)域，然后把這個(gè)地方給剝掉了，形成了這樣一個(gè)巨大的撞擊盆地，這次撞擊事件對(duì)月球內(nèi)部的改造可能也是意義顯著的?，F(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?yàn)楫?dāng)時(shí)月球還沒有完全固結(jié)的時(shí)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(diǎn)區(qū)域。
05
未來嫦娥七號(hào)任務(wù)計(jì)劃勘察
月球南極環(huán)境
真正我們對(duì)月球南極的探測(cè)，要到嫦娥七號(hào)任務(wù)，根據(jù)國家航天局此前公布的信息，嫦娥七號(hào)任務(wù)計(jì)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(cè)與研究。
國際上對(duì)月球南極的探測(cè)也一直是一個(gè)熱點(diǎn)，為什么很多國家的科學(xué)家都對(duì)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(cè)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(huì)存：此前人類的探測(cè)器曾經(jīng)進(jìn)行過一個(gè)月面撞擊實(shí)驗(yàn)，在受控的條件下撞向了月球南極的一個(gè)隕石坑，然后有另一顆探測(cè)器在軌道去探測(cè)這些撞擊出來的氣氛中有什么物質(zhì)，就探測(cè)到了非常豐富的水含量，認(rèn)為月球極區(qū)可能會(huì)有我們所需要的這種水冰資源，因此后續(xù)很多探測(cè)器還有著陸器都會(huì)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?？赡苋祟愐院笙胍⒃虑蚧兀蠘O區(qū)域是一個(gè)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(cè)成了一個(gè)熱點(diǎn)。
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(hào)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(shí)這次的嫦娥六號(hào)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(jìn)行科學(xué)探測(cè)。期待未來更多的國際合作，推動(dòng)揭開月球與深空的更多奧秘。
（總臺(tái)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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