月球是地球唯一的衛(wèi)星,也是航天大國(guó)競(jìng)相研究的重要天體。從上世紀(jì)50年代末開始,前蘇聯(lián)和美國(guó)開展了如火如荼的“太空競(jìng)賽”,向月球發(fā)射了大量探測(cè)器,美國(guó)先后將12名宇航員送上月球表面,為人們近距離了解月球奧秘奠定了基礎(chǔ)。
2007年,我國(guó)隨著嫦娥一號(hào)的成功發(fā)射,從此也拉開了獨(dú)立自主開展空間探測(cè)的序幕。十多年來(lái),我國(guó)一共發(fā)射了五枚月球探測(cè)器,順利完成月球探測(cè)“繞、落、回”的既定目標(biāo)。
受到地球潮汐鎖定的作用,月球的自轉(zhuǎn)周期與繞地球公轉(zhuǎn)的周期一致,從地球上看,月球始終只有一面沖著地球,這造成了很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),人們對(duì)月球背面的情況知之甚少。
直到上世紀(jì)50年代末,隨著人類航空航天技術(shù)的發(fā)展,前蘇聯(lián)發(fā)射了月球3號(hào)探測(cè)器,才飛到了月球背面,首次拍攝到月球背面的照片。此后,雖然人類又向月球發(fā)射了諸多探測(cè)器,包括宇航員在月球登陸,選擇的著陸點(diǎn)都是月球正面。
之所以沒(méi)有選擇在月球背面著陸,最關(guān)鍵的因素就是通訊的障礙。如果飛到背面,沒(méi)有必要的輔助設(shè)施傳輸信號(hào),那么探測(cè)器和地球之間的通訊,就會(huì)被月球所阻擋,難以在人為控制下使探測(cè)器安全著陸,同時(shí)也不能向地球傳輸信號(hào),探測(cè)就失去了意義。
為了解決這一問(wèn)題,我國(guó)在成功發(fā)射嫦娥3號(hào),實(shí)現(xiàn)探測(cè)器在月球軟著陸的基礎(chǔ)上,于2018年發(fā)射了鵲橋號(hào)中繼衛(wèi)星,該衛(wèi)星運(yùn)行在地球和月球之間的第二拉格朗日點(diǎn)附近,可以為地球與月球背面的通訊搭起有效的橋梁。
準(zhǔn)備工作做好后,2018年12月8日,嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射升空。2019年1月3日,嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面軟著陸。這是人類首次實(shí)現(xiàn)探測(cè)器在月球背面著陸,我國(guó)完成了一項(xiàng)舉世矚目的壯舉。
嫦娥四號(hào)著陸器除搭載了“玉兔二號(hào)”月球車以外,還攜帶了一個(gè)金屬罐,里面裝滿了從地球帶上去的土壤,通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行澆水后,金屬罐里長(zhǎng)出了月球上第一片植物的嫩芽。
截至目前,玉兔二號(hào)月球車仍然在月球表面“超期服役”,累計(jì)行進(jìn)長(zhǎng)度超過(guò)了620米。
從嫦娥四號(hào)探測(cè)器以及玉兔二號(hào)發(fā)回的照片中,我們可以看出,月球背面的地形地貌與正面截然不同,表面被密密麻麻的隕石坑所覆蓋,很少存在著正面廣袤的平坦月海。這些數(shù)量眾多的隕石坑,成為阻擋小行星撞向地球的生動(dòng)寫照。
在無(wú)數(shù)隕石坑中,面積最大的是位于月球南極的艾特肯盆地中,該隕石坑直徑達(dá)到了驚人的2500公里,幾乎達(dá)到了月球直徑的70%。
科學(xué)家們通過(guò)深入分析,認(rèn)為艾特肯盆地的行程時(shí)間,大約在42.5億年以前,也就是在月球剛形成不到3億年時(shí),遭到了一顆直徑至少200公里巨大小行星的猛烈撞擊。由于撞擊角度很小的原因,形成的隕石坑深度不大,只有13公里左右,不過(guò)這個(gè)深度,也能夠使該隕石坑成為月球深度最大的撞擊坑。
在撞擊釋放巨大能量的作用下,月球內(nèi)部大量物質(zhì)被拋灑出來(lái),濺落在盆地表面,覆蓋面積非常廣闊。所以,艾特肯盆地中,隱藏著月球最為古老的歷史信息。
在玉兔二號(hào)月球車在月背探測(cè)期間,發(fā)現(xiàn)了這里的重力數(shù)據(jù),與之前探測(cè)的月球正面數(shù)據(jù)有著很大的異常,偏高了很多,而由月球表面普遍存在的玄武巖,推導(dǎo)出來(lái)的地下物質(zhì)密度,不可能創(chuàng)造出這么大的引力。因此,科學(xué)家判定,在艾特肯盆地下面300公里的范圍內(nèi),極有可能埋藏著一個(gè)巨大的金屬物體,質(zhì)量約為2200萬(wàn)億噸。
那么,這個(gè)巨大的金屬物體是怎么來(lái)的呢?科學(xué)家判斷,和形成這個(gè)巨大撞擊坑的隕石密切相關(guān)。
在太陽(yáng)系形成初期,星際空間中存在著大量重元素物質(zhì),這些物質(zhì)是由上一任大質(zhì)量恒星在超新星爆發(fā)后所形成的,重元素物質(zhì)以鐵和鎳等為主,這些重元素物質(zhì)通過(guò)漫長(zhǎng)的聚集和沉降,逐漸形成了眾多巖質(zhì)天體的核心,像地球、火星、金星等行星的內(nèi)核,都是這種情況。
而那顆直徑200公里的小行星,其內(nèi)核也是由鐵鎳構(gòu)成,撞擊月球后,這個(gè)巨大金屬核就被埋入地下。由于撞擊的時(shí)間很早,這個(gè)金屬核還沒(méi)有來(lái)得及沉入月球中心,后來(lái)在月球快速冷卻后,一直“懸浮”在月球的月幔之中。
通過(guò)對(duì)艾特肯盆地的深入研究,我們勢(shì)必會(huì)對(duì)月球的古老歷史有一個(gè)更加準(zhǔn)確和全面的認(rèn)知,而目前能夠持續(xù)深入開展這方面研究的,只有我國(guó),只有嫦娥四號(hào)和玉兔二號(hào),期待著它們能為我們帶來(lái)更多的好消息!
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