虹湾:中国探月“第一站”

2013年11月27日 05:10  解放军报 

  ■本报记者 张科进王天益张晓祺

虹湾:中国探月“第一站”

制图:赵法胜

  虹湾,远在38万公里外月球上的这一偏僻之地,如今举国关注。虹湾,一个充满诗意的名字,承载着中华民族的探月梦想。

  11月26日,国防科工局对外宣布:嫦娥三号将首次在月球软着陆,首选着陆区就是虹湾。

  作为中国探月“第一站”,虹湾究竟是一个什么样的地方?它为什么能成为中国探月工程的首选着陆区……记者连线航天科技专家,为您揭开虹湾的神秘面纱。

  月海不是海,虹湾并非湾

  望文生义,虹湾是一个“海湾”。

  中国探月工程总设计师吴伟仁介绍,17世纪早期科学家将月球上大面积暗色区域命名为月海,明亮一些的区域称之为月陆,而月海伸向月陆的部分叫做月湾。

  其实,月海不是海,它不过是月球上由玄武岩组成的低洼平原,由于玄武岩反射率较低,从视觉效果上看似乎像“海洋”。虹湾当然也并非湾,它是一片开阔平坦的地方。尽管如此,月球上海、陆、湾的名称却一直沿用至今。

  虹湾位于月球北纬43度、西经31度左右,南北长约100公里、东西长约300公里。转动月球仪,我们眼前的虹湾被一个巨大而侧倾的字母“C”包围着,轮廓形似一道弯弯的彩虹。其得名来自于拉丁文“Sinus Iridum”,意即“彩虹之湾”。虹湾西部和北部背倚的月陆区域是巍然耸立的侏罗山脉,而其缺口朝向的是月球第二大“海”——雨海。

  吴伟仁告诉记者,“C”字缺口的两端,各有一个用科学家名字命名的“海角”——西南的赫拉克莱特海角,东北的拉普拉斯海角。赫拉克莱特海角是为了纪念希腊天文学家、柏拉图的学生赫拉克利德斯·彭提乌斯。他是第一个提出“地球在转动”的人。拉普拉斯是法国数学家、天文学家,他用数学方法证明了行星的轨道大小只有周期性变化。

  通过对嫦娥一号、嫦娥二号传回的数据和图片,中国的科学家为记者描绘出一幅虹湾地区的“写真图”——虹湾内的地形从东南向西北倾斜,最低点在西北部侏罗山内侧,深度超过3000米。虹湾内部总体地形坡度小于两度,相对比较平坦,上面不规则分布着一些深浅不一的陨石坑。

  5个预选着陆区,虹湾综合条件最好

  回眸人类登月历史,美国和苏联曾多次实施月面软着陆探测活动。他们的着陆区星罗棋布,但基本上都集中在月球南极的对地面。因为那些区域光照充分,可以保证探测器的能源供应;由于有光照,温度不会突变,基本保持在零下60摄氏度左右,便于探测器生存、活动。

  那么,我国选择着陆区有什么要求呢?

  嫦娥三号探测器系统首席科学家叶培建表示,我国科学家在选择登月的着陆区时,主要考虑的是以下4个方面的条件:

  第一是安全性。着陆点要相对开阔平坦,便于“嫦娥”躲开月岩或月坑;第二是科学性。着陆点的地质构造以及月岩、月壤的物质元素要丰富,具有科学探测价值;第三是可测控。选择落在月球的对地面,并且光照比较充足的区域,便于通讯和测控的连续性;最后是创新性。月球上有些地方其他国家已经去过了,我们要选择一个其他国家没有探测过的地方。

  按照原先公布的计划,嫦娥三号的预选着陆区有5个,分别是虹湾、酒海、湿海、开普勒和阿里斯基撞击坑。那么,为什么虹湾会成为首选着陆区。

  “对于着陆区来说,不是这4个条件中有哪个特别突出就最好,而是要均衡兼顾。” 叶培建说:“虹湾地区地质构造复杂,有典型性,具有很高的科学探测价值,综合其他方面的情况也是5个着陆区中条件最好的,因而成为首选着陆区。”

  “嫦娥”亲自为“广寒宫”选址

  不少人问,“嫦娥”飞赴虹湾,着陆地点在哪儿呢?

  记者首先想到了一张著名的虹湾地区“特写”照:直径4米的月坑、直径3米的月岩清晰可辨,各种地形地貌特征一览无余。2010年11月8日,国防科工局公布了嫦娥二号拍摄的这张局部影像图。

  这张影像图会不会给我们传递出着陆点的信息呢?我们询问了中科院院士、中国探月工程高级顾问欧阳自远。

  “这只是虹湾地区的一小部分,‘嫦娥’并不一定会降落在这里。”针对大家关注的着陆点问题,欧阳自远院士透露:“虽然我国科学家已为‘嫦娥’选择了多个可能的着陆地,但不到最后一刻,谁也不知道它会落在哪。”

  届时,“嫦娥”将亲自为“广寒宫”选址。欧阳自远院士解释,月球上没有空气,飞行器不能像在地球上一样利用降落伞实现软着陆,而要依靠自身推进器的反推力。在距离月面100米的高度,嫦娥三号将利用机载相机和计算机对着陆区进行测算,自主选择飞向最适合的着陆点。而在距离月面4米上空时,探测器关闭推力发动机,以自由落体形式着陆月面。

  背靠虹湾,中国探月之旅将越来越精彩

  虹湾的魅力在哪里?

  “登陆虹湾,是为了更好地开发和利用月球,也是为了更好地探索和了解宇宙。”嫦娥三号应用系统总设计师李春来向我们介绍——

  月球保持着原始状态,对月球的研究有助于了解地球的演化历史;月面是真空世界,在虹湾建立天文台可大大提高天文观测能力;月面直接承受太阳的辐射,没有全球性偶极磁场,是开展空间物理化学实验和生命科学实验的理想场所。

  此外,月球上有丰富的矿物资源,具有广阔的开发前景。现有科学考察探明,月球上已知矿物有100多种,其中有5种连地球上也没有。月岩中含有大量的铝、镁、钛、硅、锰等元素,月壤中氧的含量也达到了40%。特别值得一提的是,月壤中还含有地球上少见的氦-3,这是人类未来可长期使用的清洁、高效、安全和廉价的新型核聚变燃料。

  背靠虹湾,中国探月之旅将越来越精彩。李春来高兴地告诉记者,此次“嫦娥”将在虹湾完成三大科学任务:月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测。

  蓝图徐展,未来可期。中国人从虹湾出发,拉开了利用和开发月球的大幕。

  刻在月球上的那些中国名字

  ■本报记者张科进张晓祺王天益

  虹湾,勾起人们对月球地名的关注。凝望美丽的月亮,你是否知道月球上那些以中国名字命名的地方?

  1609年,伽利略发明了世界上第一台天文望远镜,并绘制出世界上第一幅月球表面图。在这张表面图中,伽利略首开先河把月面上最明显的高山用他家乡——亚平宁来命名。其后,人们又陆陆续续对月球上的一些地形进行命名。在长达400多年的发展历史中,月球地理实体命名除了发挥“定位标记” 功能外,还承载了许多科学文化的内涵,它不仅彰显了人类400年来科学文化发展的脉络,也表现了人类对科学文化的纪念和传承。

  近代以来,月球地理实体命名的规则逐渐走向成熟和规范。1919年7月,国际天文学联合会(IAU)在比利时布鲁塞尔成立,成为世界各国公认的权威天文学术组织。1922年,IAU任命了国际月球地理实体命名委员会,负责对月球地名进行规范化、标准化的管理。1935年,整理确认了第一份月球地名表,如今这份名单中已包含有1900多个地名(不含卫星坑)。

  由于各国科学技术发展的不平衡,分属各国的名字数量相差很大。其中欧、美占了绝大部分,美国最多,德国次之,俄罗斯、英国、法国紧随其后,亚洲国家仅占其中极少数。1960年,苏联天文学家尼古拉·巴甫洛维奇·巴拉巴舍夫编制出版的《月球背面图集》中,用中国古代的天文学家祖冲之的名字为月球背面一个撞击坑命名。1961年,这本图集被IAU审核批准。这是中国名字第一次出现在月球上。

  2010年,我国利用嫦娥工程影像数据首次申报月球地理实体命名,用我国著名科学家蔡伦、毕昇和张钰哲的名字为3个月面撞击坑命名获IAU批准。这是我国月球探测工程科学应用成果在月球地理实体命名上零的突破。至此,共计有14个中国名字“入住”月球,加入到了“月球联合国”。在以他们名字命名的19个月球地理实体中,有12个撞击坑、5个卫星坑和2条月溪。

  据了解,这些中国名字既包括张衡、郭守敬、石申、万户、高平子等科学家,又包括唐代大诗人李白和神话人物嫦娥,还包括著名的瓷都景德镇。他们都“住”在环形山里,其中有5个“住”在月球正面,其他均“住”在月球背面。遗憾的是,1976年和1985年有两条月溪被外国人用两个中国妇女的名字命名,但由于文献资料的缺乏,至今无法确认这两位发音为“Wan-Yu”和“Sung-Me”的中国女性是什么人。

  ■本报记者 张科进王天益张晓祺

(新浪军事)
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