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玉兔二号带来人类历史上最清晰的月球背面照片,嫦娥计划未来将帮助人类建立首个月球前哨站

月球的背面,被称为“秘境中的秘境”。而如今,在嫦娥四号和玉兔二号的帮助下,人们正掀开月背的神秘面纱。 2020 年1 月,为庆祝嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车成功抵达月球一周年…


月球的背面,被称为“秘境中的秘境”。而如今,在嫦娥四号和玉兔二号的帮助下,人们正掀开月背的神秘面纱。

2020 年1 月,为庆祝嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车成功抵达月球一周年,中国探月工程数据发布和信息服务系统官网对外分享了一批新照片,这些图像让人们获得对月亮的另外一侧、有史以来最清晰的印象。


此外,还公布了嫦娥四号发现的许多科学数据,以及测月雷达高级数据,向人们展示了月球表面惊人的细节。

图 | “玉兔二号”月球车拍摄的嫦娥四号着陆器照片(来源:CNSA / DOUG ELLISON)

2019 年 1 月 11 日,中国探月工程传来捷报,嫦娥四号任务取得圆满成功,在月球的冯·卡门环形山(Von Karman crater)着陆。这是人类历史上首次实现航天器在月球背面软着陆和巡视勘察。

并通过“鹊桥”中继星首次实现了月球背面与地球的测控通信,传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。


图 | 嫦娥四号着陆器拍摄的“玉兔二号”月球车照片(来源:CNSA / DOUG ELLISON)

嫦娥四号任务探测器由中继星、着陆器和巡视器组成。在两器一星上,共配置有 6 台国内研制的科学载荷,以及 3 台国际合作的科学载荷,用来开展以低频射电天文观测、巡视区形貌、矿物组份及浅层结构为主的科学探测。

目前,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车分别于 1 月 18 日 22 时和 1 月 19 日 17 时 55 分受光照成功自主唤醒,进入第十四月昼。而此次公布的数据,是其在第 1-2 月昼期间获取的科学数据,共计 12512 个数据文件,数据总量 10.5 GB。


图 | 中国探月工程数据发布和信息服务系统官网截图(来源:moon.bao.ac.cn)

虽然,本次公布的照片并不是嫦娥四号和“玉兔二号”拍摄的第一张月球背面的照片,但它们是迄今为止该任务拍摄的分辨率最高的月球照片之一。而且,这其中有一部分是由“玉兔二号”月球车拍摄的全景照片。


图 | “玉兔二号”拍摄的月球表面景观(来源:CNSA / DOUG ELLISON)

这些已经发布的数据,在天文学界引起了相当大的轰动。据 Space.com 报道,美国国家航空航天局喷气推进实验室(NASA’s Jet Propulsion Laboratory,JPL) “好奇号”火星探测任务的工程摄像组组长道格·埃里森(Doug Ellison)专门下载了一系列数据,来处理其中许多图像。


图 | 描绘了远端陨石坑和月球土壤的特写照片(来源:CNSA / DOUG ELLISON)

这些图像显示了冯·卡门环形山的地面上的小陨石坑和月球土壤的近景。

此外,还有远处地平线的照片、着陆器和月球车的多张照片,以及“玉兔二号”在月球表面留下的轨迹。一些图片还显示,当“玉兔二号”冒险远离嫦娥四号着陆器时,它还会回首看向嫦娥四号。


图 | 埃里森处理并公布的图像(来源:dougellison.smugmug)


除了给原始图像上色和锐化之外,埃里森还将单个图像组合在一起,创建除了尺寸更大的图像和全景图。一些全景图提供了更为广阔的视野,而另一些则提供了在嫦娥四号附近一个圆柱形的全景图。

图 | “玉兔二号”拍摄的圆柱形全景图(来源:CNSA / DOUG ELLISON)

加拿最古老的大学之一,安大略西部大学行星科学与探索中心的制图师菲利普·斯托克(Philip Stooke)使用这些新公布的照片来改进了他制作的“玉兔二号”在月球上的旅行图。

图 |  “玉兔二号”月球之旅路线(来源:CNSA)

此前,在 2019 年 9 月就有媒体曝出,“玉兔二号”在月球背面发现了一种神秘的新物质。中国国家航天局将这个新物质称为“具有神秘光泽的凝胶”,该物质是它在一个最近形成的小撞击坑底部发现的。目前还尚不清楚它是什么,以及它如何到达那里的。

因为嫦娥四号和“玉兔二号”是依靠太阳能来驱动的,所以它们必须在寒冷、阴暗的月球夜晚断电并进入休眠状态。它们目前分别在  1 月 18 日 和 19 日被光照成功地自主唤醒,开始了新一阶段的旅程。


月球的一个白天和黑夜大约相当于14个地球日,而嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车最初预计分别只能使用 3 个月和一年。目前,它们的表现都超出了预期。

中国探月工程正式开始于2004年1月,当时国务院批准绕月探测工程立项,命名为嫦娥工程。根据方案规划,嫦娥工程将分阶段实施“绕”、“落”、“回”的探月三期工程,最终在 2020 年左右实现全部探月工程,为后续的“登月”和“驻月”活动开辟道路。


“绕月”:

一期工程实现绕月探测,由嫦娥一号任务组成。于 2007 年 10 月 24 日成功发射,嫦娥一号卫星经地球调相轨道进入地月转移轨道,实现月球捕获后,在 200 公里圆轨道开展绕月探测。
 
该项目使得我国初步掌握绕月探测基本技术、首次开展月球科学探测、初步构建月球探测航天工程系统、为月球探测后续工程积累经验。

任务期间,8 台科学载荷开展了有效的探测,开展全局性、普查性的月球遥感探测。任务取得圆满成功后,于 2009 年 3 月 1 日嫦娥一号卫星受控撞月。

“落月”:

二期工程实现月球软着陆和月面巡视勘察等,由嫦娥二号、三号、四号任务组成。

二期工程先导星嫦娥二号,于 2010 年 10 月 1 日成功发射,直接进入地月转移轨道,实现月球捕获后,在 100 公里圆轨道,7 种科学载荷开展了多项科学探测,并为后续嫦娥三号任务验证了部分关键技术。
 
作为嫦娥三号月球软着陆项目的先导,嫦娥二号验证了多项关键技术,包括突破直接进入奔月轨道的弹道设计技术、运载火箭低温三子级滑行时间可调技术,利用 CZ-3C 运载火箭将卫星直接送入地月转移轨道,降低二期工程后续任务的实施风险。
 
嫦娥三号是二期工程的主任务,于 2013 年 12 月 2 日发射,完成地月转移、绕月飞行和动力下降后,2013 年 12 月 14 日中国的第一艘月球车——“玉兔号”成功软着陆于月球雨海西北部(“虹湾着陆区”),巡视器成功驶离着陆器并互拍成像,实现中国航天器首次地外天体软着陆与巡视勘察。

嫦娥四号登月任务将“玉兔二号”月球车送上月球背面,则是“落”月阶段的最后一个任务。若进展顺利,中国将在2020年进行探月工程第三阶段任务,即采样返回任务。

展望未来,中国国家航天局(CNSA)计划再向月球发送几次飞行任务,其中包括会在月球着陆的嫦娥五号任务该任务计划在 2020 年底登陆月球。这将是中国的第一个样本返回任务,包括从蒙斯·伦克(Mons Rümker)地区收集 2 公斤的月球风化层,并将其带回地球。

在此计划之后,嫦娥六号嫦娥七号将分别于 2023 年和 2024 年发射,并登陆南极-艾托肯盆地(South Pole-Aitken Basin) ,这是月球上最大的环形山,也是太阳系内已知最大的。嫦娥六号计划将南极-艾托肯盆地附件的月球土壤样本带回地球,而嫦娥七号将进行全面的调查以确定该地区是否可以建造月球前哨站。

最后一项任务,嫦娥八号(计划于 2027 年发射)将测试相应技术,以便为中国首次载人探月任务奠定基础。目前,该任务计划在 2030 年之前完成。


这是太空探索最激动人心的时代,而更让人感到激动的就在前方——那就是人类将在月球上建立一个永久性的前哨站。

-End-

参考:
https://www.technologyreview.com/s/615085/these-are-the-most-detailed-photos-yet-of-the-far-side-of-the-moon/
https://www.universetoday.com/144741/china-releases-new-pictures-from-the-surface-of-the-moon/#more-144741
http://www.cnsa.gov.cn/
http://moon.bao.ac.cn/pubMsg/detail-CE4EN.jsp
https://dougellison.smugmug.com/Change-4-Yutu-2/i-QDgZ42n
https://drive.google.com/drive/folders/1hWYi3vG2U547Nb1yTwXqsgKCDhaghL8j
http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?act=attach&type=post&id=45558


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