焦點(diǎn)關(guān)注：“嫦娥”連地月，千里共嬋娟 ——我國(guó)探月工程取得的科學(xué)成果

“明月幾時(shí)有，把酒問青天，不知天上宮闕，今夕是何年。”自古以來，我國(guó)人民就對(duì)月亮有著獨(dú)特而深刻的情感，留下數(shù)不盡的名篇佳作。當(dāng)人們抬頭望月，會(huì)沉醉于它寧?kù)o安謐的美好，會(huì)牽動(dòng)對(duì)故鄉(xiāng)親友的思念，會(huì)勾動(dòng)心頭寂寥失意的悲傷，會(huì)觸發(fā)對(duì)宇宙人生的感悟，月亮在中國(guó)文化里鐫刻了珍貴的傳承。隨著嫦娥工程的開展，人們開始無限期待和熱烈討論，我們什么時(shí)候可以登上月球，去探一探廣寒宮，瞧一瞧月桂樹？

“嫦娥工程”是中國(guó)探月工程的“別名”，是繼人造衛(wèi)星和載人航天后，中國(guó)航天活動(dòng)的第三個(gè)里程碑，也是中國(guó)航天事業(yè)從近地向深空拓展的起點(diǎn)。按照“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略實(shí)施：嫦娥一號(hào)、二號(hào)衛(wèi)星環(huán)繞月球運(yùn)行，對(duì)月球進(jìn)行全球性、整體性和綜合性探測(cè)；嫦娥三號(hào)、四號(hào)探測(cè)器分別在月球虹灣區(qū)和月背南極-艾特肯盆地軟著陸，試驗(yàn)軟著陸和月球車技術(shù)，在著陸區(qū)開展實(shí)地探測(cè)和月基天文觀測(cè)；嫦娥五號(hào)實(shí)現(xiàn)在月球表面的勘察采樣，并將樣品送回地球。嫦娥工程五戰(zhàn)五捷，取得了豐富的科學(xué)成果，是我國(guó)在建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)和航天強(qiáng)國(guó)道路上邁出的關(guān)鍵步伐。

【資料圖】

嫦娥一號(hào)的科學(xué)成果

嫦娥一號(hào)實(shí)現(xiàn)首次月球探測(cè)，主要取得四方面科學(xué)成果。

一是獲取了全月球表面三維立體影像，這在世界上也是首次。在此之前，其他探月國(guó)家主要繪制了月球平面圖，三維立體圖比較少，而且高緯度地區(qū)很難拍攝。嫦娥一號(hào)搭載CCD立體相機(jī)和激光高度計(jì)，繪制了月球立體地圖，科學(xué)家們可以精細(xì)劃分月球表面基本構(gòu)造和地貌單元，為深入了解月球和著陸選址提供了依據(jù)。

二是探明月球重要元素和礦產(chǎn)資源的分布情況。嫦娥一號(hào)探查了鐵、鈦、鈾、鉀、硅、鋁、稀土等14種重要元素的地理分布，為月球礦產(chǎn)資源開發(fā)和月球基地建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

三是探測(cè)月壤厚度。月球沒有大氣層，在太陽(yáng)風(fēng)的吹拂下，月壤中蘊(yùn)含大量氦-3，這是一種地球上極少、安全又清潔的核聚變?nèi)剂?。嫦娥一?hào)利用微波輻射技術(shù)，進(jìn)行了全世界第一次月壤厚度探測(cè)，估算出它的儲(chǔ)量要超過100萬噸，可滿足地球1萬年的能源需求。

四是探測(cè)地月空間環(huán)境。月球距離地球38萬公里，處于地球磁場(chǎng)空間的遠(yuǎn)磁尾區(qū)域，嫦娥一號(hào)對(duì)太陽(yáng)宇宙線高能粒子和太陽(yáng)風(fēng)等離子體進(jìn)行了探測(cè)，對(duì)深入認(rèn)識(shí)地球和近月空間的空間物理現(xiàn)象和影響具有重要意義。

嫦娥二號(hào)的科學(xué)成果

嫦娥二號(hào)承前繼后，既延續(xù)了對(duì)月球的全面探測(cè)，技術(shù)更先進(jìn)，精度更高，也為后續(xù)探月和著陸任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，取得多個(gè)方面的科學(xué)成果。

首先是獲取了更高分辨率的月球表面三維立體影像。嫦娥一號(hào)是120米分辨率，嫦娥二號(hào)是7米，并在影像質(zhì)量、數(shù)據(jù)一致性等方面達(dá)到了世界最高水平。

其次是為嫦娥三號(hào)軟著陸任務(wù)做資料和技術(shù)儲(chǔ)備。軟著陸需要著陸點(diǎn)的高精度影像圖，為此，嫦娥二號(hào)進(jìn)入一條橢圓軌道，利用每一次繞月周期掠過虹灣地區(qū)上空的61秒時(shí)間，在15公里高度近距離拍攝月面影像。此外，還對(duì)嫦娥三號(hào)主發(fā)動(dòng)機(jī)著陸工作策略進(jìn)行了部分驗(yàn)證。

在月球綜合探測(cè)和地月、近月空間環(huán)境探測(cè)方面，嫦娥二號(hào)在國(guó)際上首次使用溴化鑭晶體探測(cè)月球表面元素分布，首次用X射線覆蓋全月球，并對(duì)太陽(yáng)X射線爆發(fā)和宇宙γ爆等進(jìn)行觀測(cè)。

在完成所有既定任務(wù)后，嫦娥二號(hào)開啟了更加壯闊的征程。它從月球軌道出發(fā)，飛往150萬公里外的日-地拉格朗日L2點(diǎn)，進(jìn)行為期10個(gè)月的科學(xué)探測(cè)任務(wù)，之后繼續(xù)深入星空，與距地700萬公里的4179圖塔蒂斯小行星近距離交會(huì)，拍攝了高分辨率光學(xué)圖像，成為我國(guó)首個(gè)飛入行星際的探測(cè)器。

嫦娥三號(hào)的科學(xué)成果

嫦娥三號(hào)任務(wù)使我國(guó)成為世界上第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月球軟著陸的國(guó)家，探測(cè)器和月球車“測(cè)月、觀地、巡天”，取得了豐碩的科學(xué)成果。

測(cè)月是指實(shí)地探測(cè)月球表面的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和資源分布。在著陸點(diǎn)區(qū)域，嫦娥三號(hào)利用測(cè)月雷達(dá)對(duì)月球淺層結(jié)構(gòu)和月壤厚度進(jìn)行了探測(cè)，繪制了首幅月球地質(zhì)剖面圖，發(fā)現(xiàn)了新的玄武巖類型。科學(xué)家們根據(jù)著陸區(qū)月壤的化學(xué)和礦物組成、月壤厚度和玄武巖深度，判斷這一地區(qū)在25億年前仍有火山噴發(fā)，對(duì)月球晚期巖漿活動(dòng)和地質(zhì)演化過程提出了新的見解。

觀地是指嫦娥三號(hào)對(duì)地球空間等離子體層的探測(cè)。地球等離子體層是地球磁層中一個(gè)圓環(huán)狀區(qū)域，充滿被地球磁力線束縛的溫度較低且致密的離子。嫦娥三號(hào)通過長(zhǎng)期定點(diǎn)觀測(cè)，獲取了三維圖像，發(fā)現(xiàn)了等離子體層的雙卵型結(jié)構(gòu)，展示了地球空間環(huán)境受太陽(yáng)活動(dòng)和地磁場(chǎng)活動(dòng)的影響狀況。

月球自轉(zhuǎn)緩慢，沒有大氣層，電離層也稀薄，是天文觀測(cè)的理想場(chǎng)所。嫦娥三號(hào)擔(dān)當(dāng)了月球上的天文望遠(yuǎn)鏡，對(duì)多個(gè)天區(qū)進(jìn)行近紫外巡天觀測(cè)，對(duì)8顆掩食雙星和天琴座RR變星開展長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變監(jiān)測(cè)，為檢驗(yàn)雙星理論模型提供了依據(jù)；對(duì)月球外逸層水含量進(jìn)行高精度探測(cè)，糾正了此前哈勃望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到月球上存在大量水分子的錯(cuò)誤結(jié)論。

嫦娥四號(hào)的科學(xué)成果

嫦娥四號(hào)是中國(guó)航天創(chuàng)造的人類探月新紀(jì)錄。它實(shí)現(xiàn)了人類探測(cè)器首次在月球背面軟著陸和巡視勘察，首次月背與地面站通過中繼衛(wèi)星通信，以及首次在月背開展低頻射電天文觀測(cè)。

新紀(jì)錄帶來新成果，嫦娥四號(hào)更新了人們對(duì)月背地形地貌、物質(zhì)組成、早期撞擊歷史、巖漿噴發(fā)歷史、月壤形成機(jī)制和太空風(fēng)化特性等方面的認(rèn)知。

嫦娥四號(hào)在實(shí)地探測(cè)首次了解到月球深部物質(zhì)組成，揭示了南極艾特肯盆地復(fù)雜的撞擊歷史，獲取了巡視路徑下約400米的地質(zhì)分層結(jié)構(gòu)，為月球背面地質(zhì)演化研究帶來新的認(rèn)識(shí)。

嫦娥四號(hào)探測(cè)了月面中子、輻射劑量和中性原子，探測(cè)成果為開展太陽(yáng)風(fēng)與月表微觀相互作用的研究提供了重要支撐；促進(jìn)對(duì)月表輻射風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)月球表面環(huán)境對(duì)宇航員的輻射劑量是地球上的200倍，為未來航天員登月的輻射危害研究和防護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

此外，利用月球背面電磁環(huán)境干凈的優(yōu)勢(shì)，嫦娥四號(hào)開展了低頻射電天文觀測(cè)，獲取大量數(shù)據(jù)，填補(bǔ)人類在這一領(lǐng)域的空白，在研究太陽(yáng)低頻射電特征和月表低頻射電環(huán)境方面具有重大意義。

嫦娥五號(hào)的科學(xué)成果

嫦娥五號(hào)實(shí)現(xiàn)了44年后人類在月球的采樣返回，它是我國(guó)迄今最復(fù)雜、實(shí)施難度最大的航天任務(wù)，也是我國(guó)最高航天技術(shù)水平的結(jié)晶。除了在月面采樣、月面起飛、月球軌道交會(huì)對(duì)接、高速再入返回等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)的突破，科學(xué)家們?cè)趯?duì)月球樣品的研究過程中，不斷產(chǎn)生新的成果，實(shí)現(xiàn)在月球演化、月球表面太陽(yáng)風(fēng)化等重要科學(xué)問題方面的新進(jìn)展。

研究發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號(hào)著陸區(qū)的玄武巖形成于20.30±0.04億年，比美國(guó)和蘇聯(lián)采集到的樣品更年輕，證明月球在20億年前還有火山活動(dòng)。這把以往認(rèn)為的月球巖漿活動(dòng)停止時(shí)間又推后了8億年。同時(shí)，對(duì)這一地區(qū)的巖石化學(xué)和巖漿水含量的調(diào)查也揭示了月球晚期巖漿活動(dòng)過程。

由于缺乏大氣層保護(hù)，月球表面受到微隕石撞擊、太陽(yáng)風(fēng)和空間輻射等劇烈太空風(fēng)化作用，這塑造了月表物質(zhì)的微觀形貌和晶體結(jié)構(gòu)。月球表面風(fēng)化作用分析對(duì)研究行星宜居環(huán)境具有重要價(jià)值，在此之前，美國(guó)和蘇聯(lián)的采樣都是在月球低緯度地區(qū)，對(duì)于揭示幾類空間風(fēng)化作用的機(jī)理還不夠清晰，嫦娥五號(hào)采樣在高緯度地區(qū)，為空間風(fēng)化研究提供了獨(dú)特視角。

隨著研究的繼續(xù)深入，嫦娥五號(hào)會(huì)帶來更多重要認(rèn)知，讓我們期待吧。

標(biāo)簽： 嫦娥三號(hào) 嫦娥一號(hào) 嫦娥二號(hào)