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嫦娥登月影响的是超越想象的未来

研创媒介 广东工业大学研究生院 2020-02-27

2019年

元旦刚过

“种花家”的兔子们收到了一条

来自38万公里外的好消息

“嫦娥”和“玉兔”登月了!


▲“玉兔二号”:看看坑里有木有萝卜


经过26天的漫长飞行,嫦娥四号于北京时间1月3号上午10时26分成功着陆在月球背面的冯·卡门环形山撞击坑内,实现了人类首次月球背面软着陆。中国就此成为世界上第一个在月球背面完成探测器软着陆的国家。这是中国人第一次在太空探索领域实现一回“人类首次”。


中国并不是第一个探测月球背面的国家,早在上个世纪,美苏两国就已经陆续展开对月球背面的观测探索,但真正第一次“触摸”到月背表面的却是中国。因为月球背面似乎是可望不可及的。要探索月背困难重重。首先,我们先谈谈月球的背面。



月球还分正、背面



其实人类从古至今看到的月面都是正面(如上图左)。无论何时何地,人类都看不到月球的背面。有人不禁要问,月球不是会自转吗?就像地球的自转而给地球带来昼夜交替一样,月球的自转怎么会让自己始终一面朝向地球呢?月亮为什么始终不愿意把自己的后背展露给他人,是因为害羞?,并不是,“罪魁祸首”是一种叫做“潮汐锁定”的物理现象。



潮汐锁定


▲有潮汐锁定的月球(左)、无潮汐锁定的月球(右)


潮汐锁定也叫同步自转,或者受俘自转。重力梯度使相对较小天体永远以同一面对着相对较大的天体。就比如咱们的月球,永远以同一面朝向着地球。潮汐锁定的天体绕自身的轴旋转一圈要花上绕着同伴公转一圈相同的时间。这种同步自转导致一个半球固定不变的朝向伙伴。

意思就是,地球的引力对月球的作用称为潮汐作用,地球引力对旋转的月球形成一个力矩,就像一条绳子,让自转的月球不断受到与自转方向相反的拉扯作用,给高速旋转的月球刹车,直到月球的自转速度与围绕地球公转的速度相同,这种作用才会消除。

说白了就是,你围着我转圈可以,但你不能随便自己转自己的,得看我的脸色。




那么问题又来了,为什么地球没有被太阳潮汐锁定呢?地球产生潮汐现象的引潮力主要来自太阳和月球,月球个头虽小,但它近水楼台,由于距离地球比太阳近得多,因而对地球的潮汐作用是太阳对地球潮汐作用的约2.5倍。也就是说,地球更容易被月球潮汐锁定,地球的自转周期在随着月球潮汐锁定的影响而变得越来越长,地球诞生之初,一天只有8个小时。



神秘的月背


由于月球始终以正面示人,他的背面有什么则长久以来驱使着人们的好奇心。未知的事物总能激发人的兴趣,月球的背面会不会有什么不为人知的秘密?2011年上映的好莱坞大片变形金刚3有这样一个片段,一艘外星飞船坠落在了月球的背面。除此之外也有其他影片出现过月球基地等神奇的事物。天马行空的想象的确让人心潮澎湃,但这终究只是幻想。


▲坠落的外星飞船


▲神秘的月球基地


▲“玉兔二号”发回的月球背面照片


真实的月球背面没有外星人的飞船,也没有神秘的月球基地,有的只是和月球正面一样的荒凉,放眼望去,除了沙尘就是一望无际的黑暗虚空。但就是这茫茫黄土,承载着月球的成长史,那些难以向我们诉说的秘密。



探索月背的困难



▲玉兔二号(左)  嫦娥四号(右)  鹊桥号(上)


探索月球背面的困难之处主要在于通信连接。由于月球背面始终背对地球,地球上无法直接接收到来自月球背面的讯息。

那么,我们是怎么通信的呢?要让“玉兔”听话,是必须要实现地面与月面的信息传输的。

这自然难不倒“种花家”勤劳智慧的兔子们,既然不能直接呼叫咱们的“嫦娥”和“玉兔”,那我们可以找一个传话人——中继卫星。

为保证地月通信,我国特地发射了一颗中继卫星“鹊桥号”,该卫星在地月系统拉格朗日2点附近的轨道簇上运行,作为信息中转站(当然你也可以理解为旧时的电话接线员)来连接地月通信。

啥是拉格朗日点?看下面:


▲地月系统的五个拉格朗日点

(就五个,先到先得)


拉格朗日点是指受两大物体引力作用下,能够使小物体稳定的点。一个小物体在两个大物体的引力作用下相对这两个大物体基本保持静止的点。

其中,在L2点探测器消耗很少的燃料即可长期驻留,是探测器、天体望远镜定位和观测地月系的理想位置,在工程和科学上具有重要的实际应用和科学探索价值,是国际深空探测的热点。



中国First


从嫦娥四号升空的那一刻,不只是我们“种花家”,“蓝星”上的各国都密切注视着飞天的嫦娥。当“嫦娥”带着“玉兔”顺利踏上广寒宫的土地时,这消息就像一颗石子投入湖面,激起层层涟漪,当“嫦娥”“玉兔”发来自己的自拍合照时,涟漪变成了刷屏的巨浪。



▲美国CNBC网站截图

美国CNBC网站当地时间2日报道称:月球背面是人类长久以来未知的区域。嫦娥四号成功登陆月球背面,创造了历史。


▲英国《每日电讯报》网站截图

英国《每日电讯报》网站报道称:以前人类发射的航天器曾拍到过月球的远端,但还没有一艘航天器或探测器在月球背面着陆过。


世界各国的媒体都对我国登陆月球背面成功的消息大加称赞,认为这是人类探索月球的又一个里程碑。这是中国人第一次在太空探索领域实现一回“人类首次”,虽然太空探索不分国界,但这一次,传说里嫦娥奔月的浪漫与豪情在中国人身上体现的淋漓尽致。中国绵延千年的月亮情结,正因为中国科学家的夜以继日而一步步成为现实。

而嫦娥登月给我国还带来了特殊的教育意义,一些中国父母将嫦娥登月讲述给自己的孩子听,在提升青少年民族自豪感的同时也发掘出他们对科研,对探索的热情。而他们是整个国家和民族的未来。


究天人之际

通古今之变

嫦娥登月

激发着中国青少年对科学探索的热情

影响的是中国超越想象的未来


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资料来源 | CNBC网,每日电讯报,参考消息网,中国日报网,光明网

编辑 | 王杰

审核 | 黄亦鹏  郑晓淇  邹小敏  杨露敏

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