编者按(1/3/19):1月3日,嫦娥四号着陆器在月球背面冯·卡门陨石坑中心附近着陆,然后部署了其巡视器,名为“玉兔二号”。随着“玉兔二号”的成功部署,中国现在在月球上有两个可操作的航天器——国家的嫦娥三号着陆器 仍然在月球正面运行。
中国在其快速发展的探月征程中,更接近又一次历史性突破。
自2007年以来,中国已向月球发射了三次任务,其中一次任务搭载了中国首个机器人着陆器和巡视器。中国最新的探月行动于2018年12月8日凌晨开始,当时一枚长征三号乙运载火箭从中国西南部四川省的西昌卫星发射中心发射升空,搭载着嫦娥四号探测器。嫦娥四号由着陆器和巡视器组成,目标是月球背面,即始终背对地球的月球半球。以前从未有航天器在那里实现软着陆,尽管美国国家航空航天局(NASA)在1962年将其“徘徊者4号”探测器撞击到月球背面表面。
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在发射升空并进行了4.5天的月球之旅后,嫦娥四号调整自身进入椭圆形月球轨道,以等待其命运时刻的到来。中国官员尚未公开宣布嫦娥四号何时尝试着陆,但大多数专家认为最早也要在2019年1月初,时间与月球背面迎来大约14天的充足阳光照射期相吻合,以便为航天器的太阳能电池阵列供电。据称,该航天器的着陆地点是冯·卡门陨石坑,这是一个位于月球背面更大的撞击盆地——南极-艾特肯盆地内的月球撞击坑。该盆地是月球上最古老、最大的撞击特征。
月球背面勘探
亚利桑那州立大学的行星科学家、美国国家航空航天局月球勘测轨道飞行器相机(LROC)的首席研究员马克·罗宾逊说:“相对于月球正面,我们在许多方面对月球背面的了解非常少。”
罗宾逊和其他美国月球科学家希望嫦娥四号能够幸运地降落在月球背面难以捉摸的“月海”区域附近。这些富含玄武岩的沉积物由古老的冷却熔岩组成,在月球正面含量丰富,但在月球背面则远不常见。它们的名称来自拉丁语中表示“海洋”的词,这正是几个世纪前的天文学家因其深色而怀疑它们是海洋的原因。
罗宾逊告诉《大众科学》:“我们没有月球背面月海的有记录样本,因此这将是首次观察。” 月海玄武岩代表了我们了解月球整体成分以及神秘地幔(地核和地壳之间的层)的最佳途径,因此,详细描述月球背面月海可以让科学家了解,除其他外,为什么月球正面和背面看起来如此不同,他说。
罗宾逊说,嫦娥四号着陆后,美国国家航空航天局月球勘测轨道飞行器上的LROC相机系统应该能够清晰地发现着陆后的中国航天器。“如果不是巡视器本身,我们应该能够识别到着陆器和巡视器的车辙,”他说。
软实力
罗德岛州普罗维登斯市布朗大学的著名行星科学家吉姆·海德说,嫦娥四号任务进一步证明了中国将月球不仅视为科学研究的对象,而且也视为该国成为新的全球超级大国漫长征程中的重要战略资产。
海德说:“所有航天国家都将目光投向月球,原因既有民族自豪感——他们如何看待自己作为一个国家——也有声望,即他人如何看待他们。” “此外,正如最初美国和苏联之间的冷战竞争一样,成功的太空探索是对‘软实力’的巨大展示,即以非威胁性的和平方式展示技术实力和领导能力的能力。” 他补充说:“中国显然处于重新燃起的国际社会对月球机器人和载人探测兴趣的前沿。”
就中国而言,与其月球背面之行相关的部分技术实力是一颗名为“鹊桥”的卫星,该卫星于2018年5月发射,用作嫦娥四号的通信中继。由于月球的主体阻挡了地球无线电向月球背面的传输以及从月球背面传出的传输,只有像“鹊桥”这样的卫星才能在航天器及其地面控制器之间近乎实时地发送数据。海德说,可以将“鹊桥”不看作是一次性的支持任务,而更看作是新兴的“月球探测通信全球基础设施”的第一块基石。
至于他希望嫦娥四号可能揭示什么,海德指出,任何前往月球背面的任务本质上都是前往“未知月域”,因此不可避免地会带来新的发现。“探索就是调查未知,而我们能够着陆和探索月球背面,特别是南极-艾特肯盆地的证明,是一项根本性的成就,是迈出的第一步,是在新的‘大陆’上站稳脚跟。正如难以预测未来一样,也难以预测未知探索的结果。这就是我们探索的原因!”
下一步是什么?
如果一切按计划进行,嫦娥四号之后应该是嫦娥五号任务,该任务目前计划于2019年末发射。嫦娥五号将是中国第二次前往月球正面的任务,并将尝试从月球正面西北部月海——风暴洋的吕姆克山采集样本。
与此同时,其他国家也有自己的探月计划。印度的“月船2号”月球着陆器定于2019年初发射,俄罗斯已宣布计划在未来五年内开展一项月球机器人任务。在美国,在特朗普政府亲月球立场的推动下,美国国家航空航天局正在规划“门户”,这是一个绕月轨道运行的宇航员驻守空间站,以及商业月球有效载荷服务(CLPS)计划,该计划将是一个公私合作伙伴关系,依靠私营企业为选定的有效载荷提供往返月球表面的运输服务。
海德说:“特别是CLPS提供了多种平台和能力,可以通过商业机会和伙伴关系到达月球。这些CLPS机会是快速创新和快速太空飞行的关键,比较未来几年美国和中国的做法的结果将非常有趣。”
合作还是竞争?
乔治·华盛顿大学空间政策研究所政治学和国际事务荣誉退休教授约翰·洛格斯登说,现在是在重新推动全球探月事业中进行合作而不是竞争的时候了。
洛格斯登说:“中国的月球背面着陆器是该国长期规划的探月计划的下一步。由于美国正在规划自己的探月行动,对我来说,将中国的成就排除在[一个]更全面地了解月球的方法之外是没有意义的。” “与其将嫦娥四号视为竞争和对美国领导地位的威胁,也许新一届国会将允许美国国家航空航天局与中国以及其他航天合作伙伴在真正的全球探索努力中开展合作。” 2011年,国会颁布立法,禁止美国国家航空航天局与中国进行任何双边协调。
空间政策专家和SpacePolicyOnline.com的编辑玛西娅·史密斯表示,从科学的角度来看,中国研究月球的兴趣似乎与美国国家航空航天局重新燃起的对月球一切事物的兴趣相吻合。她指出,嫦娥四号涉及来自荷兰、德国、瑞典和沙特阿拉伯的许多国际合作伙伴参与该任务。美国国家航空航天局也在为其月球计划寻求合作伙伴,但由于国会的法律禁令,必须排除中国。
月球地缘政治
史密斯说:“诚然,与中国的地缘政治局势很微妙,但俄罗斯也是如此,然而美国国家航空航天局和俄罗斯在太空领域进行了广泛的合作,这被誉为在其他方面关系紧张的例外。”
因此,关于美中月球政治的绕月问题显得尤为突出:如果允许美国国家航空航天局与俄罗斯合作为了实现共同的民用太空目标而合作,为什么不能与中国合作呢?
史密斯说:“美国国家航空航天局渴望在任何着陆月球的航天器上安装激光反射器。” “也许在嫦娥五号上添加一个可以成为第一步。” 她指出,国会的禁令并非完全彻底。限制双边合作的法案措辞规定,美国国家航空航天局与中国进行的任何合作都必须事先获得国会的批准。“因此,折衷方案可能是保留该措辞,但鼓励美国国家航空航天局迈出第一步,例如反射器或其他小型科学项目,看看会发生什么。”