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人類探月簡史

關于月球的起源,主流的理論認為,大約在45億年前,一個火星大小的行星忒伊亞(Theia)與地球擦撞,相撞后產生的大量碎片環繞地球,在平均距離地球38.4萬公里的地方聚集起來,逐漸地形成了今天的月球。



數千年以前,當人類還處于很原始的狀態的時候,就開始觀察月球,并且有所記錄。我們小時都一定聽過這兩個神話故事,后羿射日,嫦娥奔月。以至于中國的探月工程,取名叫嫦娥工程,月球車叫玉兔號,可能是因為大眾對于這樣的名字倍感親切,耳熟能詳吧。


還有一個關于月亮的神話故事是天狗吃月亮。這是古人對觀察到月食這一天文現象時的簡稱。


另外還有一些關于月亮的美好詩詞,我的一個發小戲稱中國古代除過四大美女外,還有一個美麗的女子“明月”,她出生在海上,被詩人們廣泛傳頌和思念。不信你看,張九齡寫過,海上生明月,天涯共此時。李白寫過,舉頭望明月,低頭思故鄉。舉杯邀明月,對影成三人。蘇軾對明月也是念念不忘,也有詩句為證,明月幾時有?把酒問青天。好了,有些跑題了,也就不深入舉例了。


另外誰是第一個看到月亮的人呢?NASA給的標準答案是不知道,Unknown。那我們就從已知的事情說起,以下以人類觀測月球的大事件為序。


觀察月球


來源于:http://www.nature.com/news/specials/moon/timeline/index.html


1609年,托馬斯·哈里奧特(Thomas Harriot)成為使用望遠鏡觀測天空并繪制月球的第一人,隨后他完成了首張月球地圖的繪制。


1610年,伽利略·伽利萊(Galileo Galilei)在其《星際信使》(Sidereus Nuncius)一書中,公布了他對月球的科學觀測。


造訪月球


1959年至1976年,在蘇聯(U.S.S.R.)17次機器人探測月球計劃中,實現了多項第一,包括第一次拍攝到了月球背面(1959年),以及三次采樣返回。


1961年至1968年,美國的徘徊者號(Ranger)月球軌道飛行器,以及勘測者號(Surveyor)任務,為阿波羅計劃中的人類登月鋪平了道路。


1969年7月21日,奧爾德林在月球上留下的腳印。


1969年7月16日,阿波羅11號發射,三名宇航員尼爾·阿姆斯特朗(Neil Armstrong),巴茲·奧爾德林(Buzz Aldrin)和邁克爾·科林斯(Michael Collins)前往月球。1969年7月20日,“鷹號”登月艙降落在月表靜海,尼爾·阿姆斯特朗與巴茲·奧爾德林成為了首次踏上月球的人類,這是他們個人的一小步,卻是人類的一大步。7月24日返回地球,這次任務歷時8天13小時18分35秒,繞行月球30周,在月表停留21小時36分20秒,艙外活動2小時31分40秒,帶回月球樣本21.55千克。


1969年7月20日20時17分40秒(UTC),阿波羅11號登陸月球,7月21日2時56分(UTC),阿姆斯特朗踏上月球,這是他個人的一小步,卻是人類的一大步。


阿波羅11號是NASA的阿波羅計劃中的第五次載人任務,是人類第一次登月任務。這次任務的主要目標是完成肯尼迪總統于1961年5與25日制定的國家目標,登陸月球,并安全返回。


阿波羅17號于1972年12月7日發射,12月11日登陸月球,12月19日返回地球。這是阿波羅計劃中的第十一次載人任務,是人類第六次成功載人登月任務,也是人類最后一次載人登月任務。阿波羅17號,三次月球表面艙外活動,共計22小時3分57秒,采集月球樣本110.5千克。

北京時間1972年12月12日3點54分57秒,阿波羅17號登月,這是人類第六次也是迄今為止最后一次登月任務。


1994年至1999年期間,克萊門汀(Clementine)和月球探勘者號(Lunar Prospector)的數據表明,月球兩極區域,可能存在著水冰。


2003年9月27日,歐空局的SMART-1衛星發射升空,這是歐空局第一個飛向月球的探測器,于2006年9月3日成功撞擊月球表面。


2007年至2008年,日本的第二個月球飛行器,月亮女神(Kaguya),以及中國第一個月球飛行器,嫦娥一號成功進入月球軌道,隨后印度的月船1號(Chandrayaan-1)相繼進入月球軌道。


中國首個人造太陽系小行星,嫦娥二號衛星成功飛越小行星“4179 Toutatis“拍攝的照片。


2008年,NASA成立了月球科學研究所(Lunar Science Institute),以幫助領導NASA有關月球探索目標的研究活動。


2009年6月18日,NASA的月球勘測軌道飛行器(LRO)和月球環形山觀測與遙感衛星(LCROSS)同時發射,同年10月,月球環形山觀測與遙感衛星撞向月球南極附近一處永久的陰影區域,顯示有水冰的存在,另外目前月球勘測軌道飛行器還在繞月軌道上運行。


由于潮汐鎖定,我們在地球上永遠只能看到月球的一面,上面這張月球背面照,由月球勘測軌道飛行器(LRO)拍攝的超過1.5萬張照片拼接而成。


2011年9月10日,NASA發射了圣杯號(GRAIL),這項任務旨在精確探測并繪制月球的重力場圖以判斷月球內部構造。該任務于2012年結束。


GRAIL繪制的月球表面重力場圖,藍色代表較小的重力場,而紅色代表較大的重力場。 出乎意料地GRAIL的資料分析顯示月球有一層40公里深的淺殼層,其組成與地球相似。這個結果支持一個月球形成的假說, 也就是在45億年前的早期太陽系,月球形成于一次地球遭受劇烈撞擊后爆裂出的物質。


2013年9月6日,NASA發射月球大氣與粉塵環境探測器(LADEE),用于探測月球大氣層的散逸層和周圍的塵埃,該探測器于2014年4月18日撞向月球背面而結束任務。

LADEE負三個任務,一:測量月球大氣的化學成分變化。二:對高速率激光通信系統進行測試。三:研究隕石撞月后是否會出現閃光現象。


2013年12月14日,玉兔號成功軟著陸于月球雨海西北部,成為繼1976年的月球24號后首個在月球表面軟著陸的探測器。也是世界上第三個實現在月面著陸的國家。


北京時間2016年7月31日,央視新聞報道,嫦娥三號著陸器狀態良好,玉兔號月球車停止工作。


月球任務,來源:https://lunarexploration.esa.int/#/explore


這是截至目前,人類探索月球的五種方式,分別是,一:軌道飛行器,六個航天機構,總共發射了18個繞月軌道飛行器。二:阿波羅登月任務,阿波羅11號至17號,7次阿波羅任務中,有6次成功,共計12名宇航員登上月球。三:月球著陸器;四:勘查采樣及樣品返回,共計三次月球采樣并成功返回地球,分別是月球16號,月球20號,月球24號。五:月球車。


那么未來人類會怎么探月呢?


相比之前沒有進行的任務,在2013年,歐空局多方聯手驗證使用3D打印技術在月球表面打造一個基地的可能性。并于2014年底,發布了一段概念視頻,展示了如何使用3D打印技術完成月球基地的建設。


阿波羅計劃的意義


在阿波羅17號40周年紀念活動中,NASA地質學家,第十二名登上月球的宇航員Harrison Schmitt 說,阿波羅任務最重要的貢獻之一是確認了氦-3(Helium-3)在月球上的存在。


中間還有很多很多的事故和故事,例如阿波羅1號三名宇航員在一次測試中,在大火中喪生。阿波羅12號發射升空后,遭遇兩次閃電。阿波羅13號前往月球的過程中,飛船失去氧氣和電力,最終安全返航,等等。


今天是阿波羅登月48年紀念日,阿波羅計劃的背后是十年的時間,來自多個行業,高峰期有超過30萬人為之努力工作。當一個團隊面對挑戰時,我們會接受它并制定詳細的方案,然后去完成那非同尋常的壯舉。就算面對近乎不可能的任務,只要我們全力以赴,沒有什么是做不到的。這是今天的我們值得借鑒的。

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