爲何中美競相登錄月球背面

穿越的喬治 2024-05-08 21:11:58

2024年5月3日,中國嫦娥六號向月球出征,目的是再次在月球背面降落,從月球背面采樣並送回地球。此爲期53天的任務將探索南極-艾特肯盆地(South Pole-Aitken basin),研究其地質和地形,並從隕石坑的不同地點收集樣本送回地球。此舉將使中國成爲地球上第一個拿到月球背面地質樣本的國家。

月球背面,遠處是地球。

南極-艾特肯盆地是月球上最大和最古老的隕石坑,橫跨月球表面的近四分之一,直徑約2500公裏,深度超過8公裏。目前,全球的科學家們希望嫦娥六號在月球背面取得的樣本成功返回地球,這將有助于揭開神秘的月球背面的地質構成。

“月球的背面與正面有很大不同,”中國國家航天局副總設計師李春來說。“背面基本上由古老的月球地殼和高原組成,所以那裏取得的樣本可以回答很多問題。”

月亮背面並不“黑暗”

在4月17日的美國宇航局預算聽證會上,國會議員戴維·特隆(David Trone)問美國宇航局局長比爾·納爾遜(Bill Nelson),爲什麽中國要向月球的“背面”發送任務。

“他們將著陸在月球的另一側,那裏總是處于黑暗中,”尼爾森回答道。“但我們不打算去那裏。”

月亮背面,也就是一直背對著地球的那一側,常被稱爲“月亮的黑暗面”,這個稱法來自于 1973 年平克·弗洛伊德 (Pink Floyd) 的同名音樂專輯《月之暗面》。

雖然從我們的角度來看,月球的背面看起來很暗,但它就像月亮正面一樣,同樣在經曆著月球的白天和夜晚,並存在充足的照明。月亮總是以同一側面向地球,這是因爲月球繞地球完成一次公轉所用時間等于繞自己軸心自轉的時間:都是約 27 天。

人類總是想知道山的另一邊是什麽,以及你看不見的部分,所以一種自然的心理動機。當然,人類已經從月球背面取得了大量圖像,所以從某種意義上說,它並不神秘。

美國宇航局的月球勘測軌道飛行器,已經在月球軌道盤旋多年並記錄了大量月球圖像。2019年從嫦娥四號上向月球背面釋放了玉兔二號月球車,位置是在南極-艾特肯盆地內,這裏是松散岩石和塵埃沉積物所在地。

玉兔二號月球車在2019年登錄月球背面

但是,將月球背面樣本送回地球,使用最新和最靈敏的技術分析月球背面樣本,從而有可能揭示月球是如何形成的,以及爲什麽月球的正面與背面如此不同。

月球背面之迷

盡管美國阿波羅系列任務中有六次收集了月球相關的軌道數據和月球地質樣本(僅限于月球正面),但科學家們至今並沒有確切的科學依據來解釋月球背面與下面爲何截然不同。

1959年,蘇聯派出了一個探測器飛越月球的背面,並爲人類拍攝了月球背面的第一張照片。這使我們看到了那個完全不同的月球背面:看上去遠比正面更厚的外殼,布滿了環形山口,並且完全沒有被火山熔岩流覆蓋。說明背面與正面有完全不同的演化經曆。

雖然目前人類科學家們認爲我們已經理解爲什麽月球的一側總是面向地球。但無法解釋爲何會這樣?

有一種理論認爲這可能與月球的不對稱性有關。但爲何月球面對地球的一面和另一面存在一些不對稱,究竟是什麽導致了這些不對稱?人類知之甚少,是一個巨大的科學問題。

NASA運行在月球軌道上的探測器,得到的數據顯示,面對地球側的地殼更薄,火山沉積物更多,這裏有不同于地球的地理化學構成,帶有一些奇怪的額外發熱元素。但人類目前沒有合適的理論和模型進行推測和解釋。

嫦娥六號任務月球探測器于5月3日從文昌發射升空。

破解月球密碼

對于月球,最基本的問題是其如何形成的。目前流行的理論是,某種物體撞擊了早期地球,地球上的一大塊飛出去形成了現在的月球。科學家們還想知道月球的原始地殼是如何形成的。火山噴發物質流淌在月球上形成了深色斑塊,而表面較亮的部分則是月球的原始地殼。

目前理論認爲月球在其曆史上某一時刻完全熔化,是岩漿海洋。當岩漿凝固時,礦物質漂浮到了表面,就形成月亮表面我們所看到的顔色較淡、較亮的區域,一直延伸到月亮的背面。

同時,人類企圖通過對月球表面上密布的撞擊隕石坑的研究,來探索太陽系早期地球上生命開始形成的演變過程。因爲當隕石撞擊發生在月球上時,撞擊肯定也同時發生在地球上。因此,當人類登錄月球,實地觀察研究這些古老的隕石坑撞擊,也會對地球上曾經發生過的事情有所啓示。

美國將通過阿爾忒彌斯計劃將人類降落在月球南極的月球正反面交界過渡區域進行采樣勘探,這有助于徹底了解完整的月球形成。NASA委托設計了一個名爲Endurance的月球車,該月球車將穿越南極-艾特肯盆地進行長途駕駛,以收集數據和樣本,然後將它們運送到月球南極附近的阿爾忒彌斯任務著陸點,宇航員初步研究樣本後以確定將哪些樣本磅回地球。

中美兩國當前積極前往月球背面,進行南極-艾特肯盆地進行探索,是解決衆多有關月球謎團的開始。雖然研究人員認爲他們已經知道隕石坑的形成時間,可能是43億至44億年前,但只有在收到背面實際的樣本後,才能得到更確切的信息,或許更會有完全顛覆性的信息。假如背面收集到的岩石樣本高達80億年,那全球科學家就會認爲上帝一定是存在的了。

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