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嫦娥五號:中國大陸開啟首次月球採樣返回之旅

2020/11/25 09:09 字級:
讀稿
嫦娥五號:中國大陸開啟首次月球採樣返回之旅
▲中國大陸發射嫦娥五號探測器。(圖/BBC)
周二(11月24日)早上4時30分,中國大陸在海南文昌航天發射場用長征五號遙五運載火箭發射探月工程「嫦娥五號」探測器,此次發射任務是嘗試將月球岩石樣品帶回地球。如果成功,飛船將於12月中旬返回地球。
中國大陸發射嫦娥五號探測器,飛往月球採樣岩石土壤
The British Broadcasting Corporation

40多年前,美國和蘇聯把月球岩石和「土壤」帶回地球分析。中國大陸的目標是成為第三個實現這一壯舉的國家,這是一項極其複雜的工程。

嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成。成功執行一系列月球任務後,(中國大陸)信心應該很強。十多年前,這些任務從幾顆衛星開始。

中國大陸最近發射的「嫦娥四號」探測器完成首次月背軟著陸,此前任何航天國家都沒有完成過。

嫦娥五號的目標是接近位於月面風暴洋(Oceanus Procellarum)高火山呂姆克山(Mons Rümker)的近地位置。

中國大陸官方新華社稱,嫦娥五號的科學目標主要是,開展著陸點區域形貌探測和地質背景勘察,獲取與月球樣品相關的現場分析數據,建立現場探測數據與實驗室分析數據之間的聯繫;對月球樣品進行系統、長期的實驗室研究,分析月壤結構、物理特性、物質組成,深化月球成因和演化歷史的研究。

與美國「阿波羅號」上的宇航員和蘇聯「月球3號」無人月球探測器的取樣相比,這個地方的岩石非常年輕。與早期任務中採集到的30-40億年前的岩石不同,它們大概有13億年的歷史。

這將為科學家們測定太陽系事件發生時間的方法提供另一個數據支持。

從本質上講,研究人員對隕石坑進行計數:表面越老,隕石坑越多;表面越年輕,隕石坑越少。

「月球是太陽系的計時器,」英國牛津大學的尼爾·鮑爾斯博士(Neil Bowles)解釋說,「『阿波羅號』和『月球3號』傳回的樣本來自人類已知的月球地點,我們用輻射測量學非常凖確地確定了日期,我們已經能將這些信息與破碎率聯繫起來,並將年齡推斷應用到太陽系的其他(行星)表面。」

紅色表示嫦娥五號的採樣任務
BBC
紅色表示嫦娥五號的採樣任務地點。黃色代表阿波羅號任務曾經的採樣地點。

英國曼徹斯特大學的凱蒂·喬伊博士(Katie Joy)說,嫦娥五號採集的新樣品也會改善我們對月球火山史的認知。

「這次任務被派往一個有火山爆發史的區域。我們想凖確地知道爆發時間,」她告訴BBC,「這將告訴我們關於月球的岩漿和熱力歷史的時間,由此我們可以開始更廣泛地回答關於所有太陽系內星球何時發生火山和岩漿活動的問題,以及為什麼月球可以比其他一些天體更早地耗盡能量形成火山。」

嫦娥五號在經歷地月轉移、近月制動、環月飛行後,著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離,軌道器攜帶返回器留軌運行,著陸器承載上升器擇機實施月球正面預選區域軟著陸,按計劃開展月面自動採樣等後續工作。

每個階段都很困難,但從架構上講非常熟悉,這與上世紀60、70年代人類登月任務的方式非常相似。

中國大陸正著這個目標努力。

「你可以看到嫦娥五號自動探測器和人類探測器之間的類比:嫦娥五號不同的組件和其它探測器間的互動,」歐洲航天局人類和機器人探索的科學協調員詹姆斯·卡彭特博士(James Carpenter)說。

「我們現在看到各國在月球的擴張活動。有美國領導的(讓宇航員返回月球)的 『阿爾忒彌斯計劃』(Artemis)和圍繞該計劃建立的伙伴關係;中國大陸有非常雄心勃勃的探索計劃;但也有更多的新參與者。」

 

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