今年4月24日是第三个“中国航天日”。昨天,中国航天日北京分会场活动在中国科技馆举办,吴伟仁在活动中向公众介绍了嫦娥四号的相关科学问题。
记者从国家国防科工局了解到,嫦娥四号包括中继星、着陆器和巡视器(简称着巡组合体)。中继星计划于下月发射,将到达拉格朗日L2点(地月引力平衡点),实现探测器与地面之间的测控通信和数据传输。
着巡组合体计划于今年下半年发射,抵达月球背面,开展月基低频射电天文、月球背面巡视区形貌和矿物组份、巡视区浅层结构等科学探测与研究,预期可获得一批原创性科学成果。
除了中国探测任务,嫦娥四号还将执行“全球任务”。目前已确定将搭载荷兰低射频电探测仪、德国月表中子与辐射剂量探测仪、瑞典中性原子探测仪和沙特月球小型光学成像探测仪4台国际合作科学载荷。
为何要在月球背面软着陆?
月球的公转与自转速度一样,都是27.3天,这是由于地球对月球的“潮汐锁定”导致的。加上天平动的作用,只有约59%的月面能被地球观测到。也就是说,月球背面41%的地方始终受月球阻挡。
这样的特性,导致月球背面探测具有很多独特的科学价值。吴伟仁说,月球背面避开了来自地球的大量电磁干扰,处于一种电磁波“宁静区”。在这样的洁净环境中,探测器可以接收到更多微弱信号,例如宇宙形成早期发出的短波。
“这些低频短波可以帮助我们研究宇宙起源。在月球正面是无法探测到的,因为收到的都是电磁噪声。”中科院国家天文台研究员郑永春说。
月球背面着陆有何难度?
嫦娥一号和二号在绕月过程中都曾拍摄过月球背面,嫦娥二号拍摄的月球表面全图,分辨率达到7米的“高清”程度。通过这些照片和数据,科学家发现,月球背面的地形比正面远为复杂,多“山”多“谷”。
复杂地形为嫦娥四号着陆带来更多困难。吴伟仁打了个比方:“嫦娥三号相当于在华北平原着陆,嫦娥四号则相当于在崇山峻岭的云贵川地区着陆。”
同时,遥测和控制也是个难题。电磁波只能直线传播,当探测器飞行至地球看不到的月球背面,如何与地球建立通信?
科学家将利用一颗中继卫星解决这个问题。在嫦娥四号发射前,我国将于下月先发射一颗中继卫星,定位在距地心约45万公里、距月心约6.5万公里的地月拉格朗日L2点。据介绍,拉格朗日L2点位于地球球心和月球球心连线且靠近月球的一个特定位置上,通俗来说,该点既能“看到”地球,又能“看到”月球,因而能成为嫦娥四号与地球之间的信息中转站。
据新京报报道