荒芜月面上行驶的“玉兔号”月球车(中国科学院国家天文台/国家航天局/Emily Lakdawalla)

 

1月，国家天文台对外发布了“嫦娥3号”着陆器在月面拍摄的全部图像数据，其中包括数以千计此前从未被公开过的高清真彩色月面图像，公众可以任意下载保存。

 

这些图像是“嫦娥3号”项目执行期间由“嫦娥-3号”着陆器以及“玉兔”号月球车在月球表面拍摄的。在2013年12月，中国加入了此前由美国和苏联(俄罗斯)垄断的领域，首次成功实现无人探测器和月面软着陆并释放一辆月球车，从而成为世界上第三个达成此项成就的国家。

 

“嫦娥3号”：时隔37年后的首次重返

 

中国的“嫦娥-3号”计划在国际上尤其显得意义重大而引人关注的另外一个重要原因则是，这是人类时隔37年之后的首次重返月球表面——上一次人类探测器在月球表面着陆还是1976年着陆月面的苏联“月球-24号”(Luna 24)。

 

现在，任何公众都可以自己登录中国科学院国家天文台月球与深空探测研究部网站注册账号并自行下载有关图像与数据，同时在网站页面上也发布了许多现成的高清图像，非常珍贵。

 

不过，即便下载了全部数据，普通用户仍然可能不清楚该如何处理这些数据。幸运的是，美国行星学会的艾米丽·拉克达瓦拉(Emily Lakdawalla)女士花费了一整个周末，从中国国家天文台的网站上下载了全部数据进行处理，并在网上全部发布了处理之后得到的图像成品，读者们也可以直接前往美国行星学会的网站下载处理后的现成图像。

 

 

“玉兔”在月面上留下的车辙印记，在月面环境下，这些印记将会被一直保留下来(中国科学院国家天文台/国家航天局/Emily Lakdawalla)

 

“嫦娥-3号”是中国“嫦娥”探月计划的组成部分，其命名源自中国古代“嫦娥奔月”的美丽神话。在“嫦娥-3号”之前，中国已经连续发射了两颗月球轨道器“嫦娥-1号”和“嫦娥-2号”，渐次突破地月转移和可靠遥测相关技术并为“嫦娥-3号”着陆器着陆区进行选址提供科学参考。而随后执行的“嫦娥-3号”项目的目标则主要是验证中国的月面软着陆和月球车月面巡视相关技术。本项目中还携带了望远镜和测地雷达的设备，首次开展对月球次地表结构观测并开展月基天文观测。

 

2013年12月14日，当重达1200公斤的“嫦娥-3号”着陆器安全降落月面“雨海”附近区域后不久，便按计划成功释放搭载的，重量约140公斤的“玉兔”号月球车。“玉兔”号月球车有6个轮子，装备测地雷达，以及X射线、可见光和近红外波段的光谱仪和相机设备。根据“玉兔”号月球车发回数据的初步分析结果，研究人员发现月球表面的地质成分复杂性超出了我们原先的认识。

 

 

远望降落在月面上的“嫦娥3号”着陆器(中国科学院国家天文台/国家航天局/Emily Lakdawalla)

 

“玉兔号”：有史以来最长寿的月球车

 

不过遗憾的是，可能是由于首次开展月球表面探测相关项目，在工程设计上可能存在不足。“玉兔”号月球车未能在月面极端环境下保持机械结构的高可靠性，在2014年初遭遇严重机械故障，无法继续行驶。但令人印象深刻的是，尽管遭遇机械故障，“玉兔”号月球车其他部件却仍然健康，能够继续进行科学数据采集并与地球保持联系，不断将科学数据回传地球，从而打破苏联保持的记录，成为人类有史以来寿命最长的月球车。

 

不过遗憾的是，为“玉兔”号月球车提供数据转发中继功能的“嫦娥-3号”着陆器已经停止工作了。

 

 

“玉兔号”月球车行驶途中拍摄到的一块巨型岩石，它以被命名为“龙岩”中国科学院国家天文台/国家航天局/Emily Lakdawalla)

 

相关网址：

 

中国科学院国家天文台月球与深空探测研究部：

 

http://moon.bao.ac.cn/ceweb/datasrv/dmsce1.jsp

 

经由美国行星学会艾米丽·拉克达瓦拉女士处理的高清图像：

 

“嫦娥-3号”着陆器地形相机拍摄图像：

 

http://planetary.s3.amazonaws.com/data/change3/tcam.html

 

“玉兔”号月球车全景相机拍摄图像：

 

http://planetary.s3.amazonaws.com/data/change3/pcam.html

  

中国探月历程

 

中国探月三期规划

 

绕月

 

落月

 

返回

 

2007年

 

嫦娥一号

 

成功发射升空，圆满完成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月。

 

2010年

 

嫦娥二号

 

成功发射，超额完成各项既定任务，于2011离开拉郎日点L2点后，向深空进发，现今仍在前进，意在对深空通信系统进行测试。

 

2013年

 

嫦娥三号

 

成功登陆月球雨海西北部，控制月球车“月兔”在月球上的运动，是自1976年苏联的月球车登陆月球之后首个安全着陆月球的飞行器。

 

2018年

 

嫦娥四号

 

等待发射，届时将绕月球轨道飞行，之后降落月球背面。

 

“嫦娥-4号”：将实现人类探测器首次着陆月球背面

 

国防科工局近期宣布，我国嫦娥四号任务已经通过探月工程重大专项领导小组审议通过，正式开始实施。按照计划，嫦娥四号将在2018年发射，将实现人类航天器在月球背面的首次着落。

 

 

此前，在嫦娥三号发射成功后，任务组曾计划不再发射嫦娥四号。那么这次，作为嫦娥三号探测器的“备份星”，嫦娥四号任务相比之前有哪些不一样的地方？它与嫦娥五号承担的探月取样返回，又有着怎样的关联？

 

提到嫦娥四号，我们就不得不提到它的兄长——嫦娥三号。2013年底，嫦娥三号月球探测器实现了我国航天器在地外天体的软着陆，通过月球车实现了月面行走。在原计划中，为了确保任务能够顺利完成，嫦娥四号在设计、制造和性能上，都与三号基本相同。由于嫦娥三号的任务已经顺利完成，因此探月专家就想用嫦娥四号去完成一些新的任务。于是，月球背面着陆的任务应运而生。探月工程副总指挥、国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠介绍，这个方案是经过一年多的科学论证得出的：本着一个主体思想，就是创新，同时便于科学研究。经过各方面专家一年多的论证，现在选择在背面着陆，这也是世界上首次在月球背面着陆，并且进行一些就地的探测活动。

 

由于地球、月球两个天体自转、公转的原因，月球始终以“一面”面向地球，另一面永远躲在地球的视线背面。如何实现在月球背面着陆并进行信号传输？这就需要空间中另外一个点作为空间通讯中继站。刘继忠表示，发射一颗中继卫星，也是嫦娥四号任务的一大关键。这个既能够遥望地球，又能看到月球背面的地月平衡点，被称为地月拉格朗日L2点。

 

刘继忠介绍，从通讯上，我们只能通过中继卫星来进行通讯，这也是这次在L2点发射一颗中继星进行地球到月球背面的通讯，因此难度和风险比较大。L2点是由于地球和月球量大星球的相互作用下一个相对平衡的点，也就是卫星在L2点能够相对稳定地开展工作，在那个点可以对月球的背面，可以对地、对月通讯，同时这次我们也安排了中继星的探测的任务，包括对月球和深空的探测。

 

刘继忠表示，根据目前嫦娥四号的研制情况和方案，计划在2018年左右发射中继星，在2018年年底发射着陆器和巡视器。目前卫星和相关运载火箭的研制情况进展顺利。从探测器来说，还是用的长征三号B火箭，从中继星来说，考虑到相互的匹配性，也就是把卫星和火箭能够更好的匹配，因此选用了长征4号C火箭。在此之前，长征三号B火箭，也就是长征三号乙火箭已经用在嫦娥三号的发射上，而长征4号C也参加了很多卫星的发射，也就是说，绕地的卫星的发射任务参加过很多次，但是参与地球外的深空探测，这还是第一次。

 

在电影《变形金刚》中，永远背对地球的月球阴暗面，那艘巨大的飞船里藏有外星人的秘密基地。显然，这是一个科幻故事。那么，现实中，探索月球背后的秘密，有哪些意义？刘继忠说，嫦娥四号利用月球背面屏蔽地球无线电干扰的独特条件，开展空间科学领域最前沿的低频射电天文观测，有望填补国际空白。利用月球背面保存的最古老月壳岩石的独特条件开展地质特征调查，有望在国际上首次建立集地形地貌、浅层结构、物质成分于一体的综合地质剖面和演化模型，获得对月球早期演化历史的新认知。

 

刘继忠说，从深空探测来说，我们就是探索未知，它有很多的科学意义，首先对于地球磁场对它的干扰很小，同时月球的背后有很多古老的岩石，我们通过一些科学的研究能够更深地了解月球的演化。

 

为了适应这些难点，相比嫦娥三号任务，嫦娥四号任务做了很多调整与改变，带了很多“通关秘籍”。首先来看和嫦娥三号一样的载荷；着陆器上的降落相机、地形地貌相机；巡视器上的全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪都被保留；新增载荷则包括，着陆器上，有和俄罗斯合作的月尘测量仪；还有低频射电频谱仪；巡视器上，可能会加上和瑞典合作的中性粒子探测仪；同时也有一些是去掉的载荷，包括着陆器上的月基光学望远镜、极紫外相机；巡视器上的粒子激发X射线谱仪。

 

根据计划，实现无人月面探测取样，并返回地球的嫦娥五号任务，将在2017年左右执行，比嫦娥四号还要早一年左右时间。为什么会出现先发射五号，再发射四号？对此，刘继忠解释：“这是按照整个研制计划和进程来的，因为嫦娥五号任务是早就确定的，就是2017年前后要完成嫦娥五号任务，嫦娥四号任务也是根据目前我们确定的方案，和整个研制的流程确定的。”

 

随着中国“嫦娥”探月计划有条不紊的扎实推进，国际社会逐渐意识到这样一个事实，那就是与美国高度关注火星不同，中国目前的深空探测发力点聚焦在月球。不过与此同时，中国也并非唯一一个将目光投向月球的国家，日本和印度也都正在执行各自的探月计划，而美国的一些私人航天公司也计划在未来数年内向月球发射着陆器。比如其中一家名为“月球快车”(Moon Express)的公司便计划成为首个成功发射月球着陆器的私营航天企业，他们的探测器计划将于2017年升空。可以预见的是，在上世纪六七十年代美苏冷战时期的探月高潮期过后，经过将近40年的沉寂，在接下来的10年内月球探测又将迎来新一轮的高潮。

 

来源：新浪科技、光明网、央广网