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欧洲航天局9月3日公布的红外图像显示的是“智能1号”探测器击中月球时的情景(图像上方的白点)。
格林尼治时间9月3日5时42分22秒(北京时间13时42分22秒),欧洲航天局“智能1号”探测器以7000公里的时速、与月球表面几乎平行的1度角成功撞击月球,在月球表面砸出一个直径约为3至10米的大坑,同时激起10多公里厚的“尘埃”。
这惊天一撞,预示着人类离朦胧的月球又前进了一大步。
最大的“打水漂”游戏
探测器以相对于月面很小的角度撞击,并在月球表面滑行一小段,使撞击坑中深度1米以内的各种物质被抛向空中,供地面观测
“这次撞击采用了一种非常特别的方式——体积相当于一个洗衣机大小的‘智能1号’探测器在月球被称为‘完美之湖’的火山岩坑以几乎与月球表面平行的角度着陆,速度大约为每秒2公里。整个撞击过程很像是人类历史上最大一次‘打水漂’游戏。”国家天文台研究员李竞为记者做了一个形象的比喻。
探测器与月球撞击的角度很小,会在月球表面滑行一小段,使撞击坑中深度1米以内的各种物质被抛向空中,供地面观测。
“月球引力只有地球的1/6,因此没有尘土飞扬的概念。预计撞击会在月球表面留下3×10米的弹坑,溅起月球表面的岩石尘埃等,形成大约数公里宽的尘埃带,就宛如‘蝴蝶的翅膀’一样,但要比地球上激起的尘埃降落慢得多。”通过对“蝴蝶的翅膀”的形态和运动进行光谱分析,科学家有望检测到一些原先在月球表面之下的物质。
撞击助解月球起源问题
地球和月球究竟是“母女”、“姐妹”还是“夫妻”?
这次撞击可以把月球表面的“尘埃”送至约19公里的高空。从地球上观测,只有大型天文望远镜才能看到撞月的微小亮点。为了避免这一亮点完全被月光覆盖,“智能1号”的撞击点选择在背离太阳的月球阴暗面。这样,探测器撞出的尘埃将被地面反射的太阳光照亮,通过观察,科学家将进一步了解这些“尘埃”的成分,分析月球起源。
“月球起源是个十分古老的问题,过去主要有三种假说,通俗地讲,就是‘母女说’、‘姐妹说’和‘夫妻说’。”李竞介绍说,“母女说”认为月球是地球“生”出来的;“姐妹说”认为月球和地球具有相同的起源,同时诞生于太阳星云;“夫妻说”则认为月球和地球是在不同的地方形成的,一次偶然的相遇,地球把运行到附近的月球俘获,成为自己的卫星。后来,在上世纪80年代,天文学家们提出了一种新的假说——“碰撞说”,来解释月球的起源。
据了解,地面专家的重点研究对象是撞击抛射物中的铁、铝等元素。通过估算这些元素的含量和比例,有助于推测月球的起源。“具体的结果还需要经过数月的分析和论证。月球是否真是地球与其他星球相撞后诞生的,到那时候就能真相大白了。”
此外,“智能1号”撞击月球对科学家进一步研究月球表面也具有重大意义:一是用于月球表面的物理学研究,即研究撞击后喷射出的月球表面物质种类及数量质量、动力学表现以及所蕴涵的能量等;二是用于月球表面的化学分析,即分析所喷射物质产生的特殊光谱;三是用于搜集试验技术数据,作为今后飞行器在月球着陆,或未来用人造卫星冲撞威胁地球的陨石的基础数据。
撞击很“温柔”
此次撞击对月球的伤害程度比蚊子叮人一下还要轻得多
“通常的自然天体撞击速度能达到每秒70公里。‘智能1号’探测器质量为370千克,仅相当于洗衣机大小,撞击速度只有每秒2公里,远低于太空中其他流星体,因此它不会给月球造成任何影响,伤害程度比蚊子叮人一下还要轻得多。”李竞说。
1959年,俄罗斯的Luna—2探测器在月球硬着陆,这是第一个撞击月球表面的人造飞行器。此后大约50年的时间里其他飞行器也对月球进行过撞击,“智能1号”此次的撞击是迄今为止最温和的,对月球的影响可以用“微乎其微”来形容。
那么完成撞击之后,这些来自地球人类文明的残留物,会不会给月球造成污染呢?
李竞说,制造“智能1号”探测器和探测器上仪器的化学元素在月球上都是自然存在的,如铝和铁在月球上就非常普遍。氢、碳和氮虽然在月球上非常稀缺,但是它们会随着太阳风刮到月球表面,有时也会随着彗星的碎片来到月球。彗星的碎片除上述那些元素外,还会带来大量的其它元素。从这点来看,“智能1号”探测器也算是一个彗星,只不过它是人造的而已。
“智能1号”探测器(链接)
2003年9月,“智能1号”在法属圭亚那的欧洲航天局发射中心被阿丽亚娜5型运载火箭带入太空。“智能1号”是世界上第一个采用太阳能电推进系统的空间探测器,其利用燃料的效率比普通化学燃料发动机高10倍。完成撞击前,“智能1号”已围绕月球轨道飞行2000多圈,其动力仅仅依靠60升氙“燃料”维持。
“智能1号”长时间环绕月球极地轨道飞行,绘制了月球表面的整体外貌图,其中包括过去人们缺乏了解的月球不可观测面和极地概貌。“智能1号”不但让科学界第一次发现月球极地与赤道区域的许多不同地质构造,也让人类第一次发现在接近月球北极存在一个“日不落”区域。
在过去的几年里,“智能1号”探测器还自月球轨道拍摄并传回了月球表面的2万多张图像,其清晰程度前所未有,X射线分光计也帮助科学家第一次获得了月球表面包括钙和镁在内的一些化学元素的含量数据。在探测器接近月球的过程中,其携带的摄像机还能以“斜视”的角度拍摄某些月球表面区域的照片。而此前,人类只能获得相同区域的一些垂直角度拍摄的照片。 |
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