3月1日,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星成功“受控撞月”。為將來實(shí)現(xiàn)軟著陸積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。撞月的科技含量有多高?美國PhysOrg網(wǎng)站發(fā)表題為“撞月”的文章,分析了美國等國衛(wèi)星撞月的科學(xué)意義。文章摘要如下。
1959年,一個(gè)飛船跌出星空,撞向“安寧!(the Sea of Serenity)附近的表面。這個(gè)飛船摔成了碎片,但它成功完成了任務(wù)。這個(gè)從蘇聯(lián)發(fā)射的“月球2號(hào)”成為首個(gè)在月球上“著陸”的人造物體。
這聽起來可能令人難以置信,但“月球2號(hào)”開創(chuàng)了一個(gè)趨勢:撞月,有意為之。有幾十個(gè)飛船這樣做了。
美國航天局(NASA)的首批飛船是“徘徊者”號(hào)系列,是在上個(gè)世紀(jì)60年代初建造和發(fā)射的。這些汽車大小的飛船5次沖向月球,攜帶的照相機(jī)一路“咔嚓”。它們先是抓拍到環(huán)形山的詳細(xì)外貌,然后是巖石和土壤,再后來是一片空白。月球表面的數(shù)據(jù)傳回地球,成為后來“阿波羅”號(hào)成功完成任務(wù)的關(guān)鍵所在。
然而,即使在NASA掌握了“軟著陸”的技術(shù)之后,撞月行動(dòng)仍在繼續(xù)。在60年代末70年代初,任務(wù)控制員例行公事般地指揮大型“土星”火箭助推器撞擊月球,震動(dòng)月球表面,讓“阿波羅”號(hào)進(jìn)行測量。他們發(fā)現(xiàn),撞擊比繞軌道運(yùn)行容易得多。月球不均衡的引力場以奇怪的方式拖著衛(wèi)星,如果不經(jīng)常更改路線,人造衛(wèi)星往往會(huì)撞向月球表面。因此,月球變成舊式飛船的墓地:美國所有5個(gè)“漫游者”號(hào)(1966年至1972年)、蘇聯(lián)4個(gè)“月球”號(hào)(1959年至1965年)、美國兩個(gè)“阿波羅”號(hào)月球衛(wèi)星(19 70年至1 971年)、日本的“飛天”號(hào)(1 9 9 3年)和NASA的“月球勘探者”(1999年)都最終“葬身”于它們自己制造的凹坑里。
所有這些經(jīng)歷遲早會(huì)派上用場。
NASA的研究人員制訂了一個(gè)大膽的計(jì)劃,也就是在月球上找到水源。他們將通過撞擊月球表面的方式實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。NASA計(jì)劃在2009年發(fā)射“月球隕坑觀測和探測衛(wèi)星”(LCROSS)以及“月球勘測軌道飛行器”(LRO)。
NASA的相關(guān)研究小組的負(fù)責(zé)人托尼·科拉普雷特在解釋這個(gè)任務(wù)時(shí)說:“我們認(rèn)為月球上一些永久處于背面的環(huán)形山里有冰,因此我們將要撞擊其中一個(gè)環(huán)形山,激起碎石,分析沖擊波,以尋找水的痕跡!
這一實(shí)驗(yàn)可能再重要不過了。
NASA正重返月球。當(dāng)探索者抵達(dá)那里時(shí),他們將需要水。水可以分解成火箭燃料所需要的氫和呼吸用的氧氣。水可以與月球塵;旌,從而產(chǎn)生建筑材料水泥。水是優(yōu)異的防輻射物質(zhì),當(dāng)你口渴時(shí),你可以喝它。一個(gè)選擇方案是把水直接從地球運(yùn)上去,但代價(jià)太大了。一個(gè)更好的建議將是直接從月表土壤里提取水。
但月球上有水嗎?這正是LCROSS要執(zhí)行的任務(wù)。
LCROSS將與LRO使用同一個(gè)火箭助推器。LRO是較大的飛船,執(zhí)行自己的偵察任務(wù)。在發(fā)射升空之后,這兩個(gè)飛船將分離,各自前往月球。LRO繞軌道運(yùn)行,而LCROSS將撞擊月球。
科拉普雷特說,實(shí)際上“我們將撞擊兩次”。LCROSS是個(gè)雙機(jī)飛船:一個(gè)小型的智能運(yùn)載飛船和一個(gè)沒那么智能的大型火箭助推器。運(yùn)載飛船叫“領(lǐng)頭船”,因?yàn)樗I(lǐng)著助推器前往月球。它們一起飛往月球,但各自撞擊。
兩次撞擊
助推器先撞。研究人員預(yù)計(jì),撞擊力將產(chǎn)生一個(gè)20米寬的大坑,揚(yáng)起高達(dá)40公里的塵埃。
緊接著,“領(lǐng)頭船”將拍下撞擊照片,然后飛過塵埃。船上的光譜儀可以進(jìn)行分析,尋找水、鹽、泥土、含水礦物質(zhì)以及混合有機(jī)分子等的痕跡。“如果那里有水,或者有其他有趣的東西,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)的,”科拉普雷特說。
然后,“領(lǐng)頭船”開始它自己的深度撞擊。像舊式的“徘徊者”號(hào)一樣,它將朝月球表面俯沖下去,照相機(jī)一路跟拍。在照片傳回地球之后,任務(wù)控制員將看到助推器造成的大坑———令人興奮的沖撞。
一直到最后,“領(lǐng)頭船”的光譜儀將繼續(xù)找水?评绽滋卣f:“我們將能夠監(jiān)督到從一開始到撞擊前10秒的數(shù)據(jù)。我們應(yīng)該擁有足夠的控制力,使其在助推器撞擊地100米范圍內(nèi)著陸!
“領(lǐng)頭船”比助推器輕三分之一,因此它的撞擊力將相對(duì)較小。不過,“領(lǐng)頭船”將制造自己的凹坑和氣流,與助推器造成的氣流融為一體。天文學(xué)家們希望,從地球上將能夠看到融合的氣流,從而使人們在“領(lǐng)頭船”撞毀之后還能繼續(xù)進(jìn)行觀察。
許多讀者會(huì)記得1999年“月球勘探者”的撞月行動(dòng)。任務(wù)控制員們指揮這艘飛船撞擊月球南極附近的舒梅克(Shoem aker)環(huán)形山,希望能夠提取到水———就像LCROSS一樣。但沒有找到水。
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