嫦娥四號奔向月球背面 科學家詳解五大科學原因

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12月8日2時23分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射嫦娥四號探測器，開啟了月球探測的新旅程。嫦娥四號探測器後續將經歷地月轉移、近月制動、環月飛行，最終實現人類首次月球背面軟著陸，開展月球背面就位探測及巡視探測，並通過已在使命軌道運行的「鵲橋」中繼星，實現月球背面與地球之間的中繼通信。

作為嫦娥三號的備份，原本不在探月工程「繞落回」三部曲計劃內的嫦娥四號被科學家「安排」去了月球背面。

月球由於自轉與公轉周期相同，始終只有一面對著地球。這就好比我們把用一條繩子系著的物體甩起來一樣，那個被甩起來的物體總是只有一面朝著繩子的方向。這被稱為「潮汐鎖定」現象。

月球背面作為一個看不見的神秘世界，催生了許多和外星人、宇宙飛船、神秘基地、金字塔、神廟有關科幻小說。當然，這些都是不存在的。

那麼，這裡為何值得「走一趟」？接受《中國科學報》採訪時，中國科學院國家空間科學中心副主任、中科院月球與深空探測總體部主任鄒永廖，詳解了嫦娥四號選擇月球背面著陸科學上的五大原因。

原因一：月球背面著陸前所未有

月球背面那麼大，科學家想去看看。

從上世紀50年代起，人類發射月球探測器已經有100多次。「但是從著陸就位探測來說，月球背面一次都沒有。」鄒永廖表示，「嫦娥四號一旦成功，標誌著國際上首次在月球背面實現著陸和巡視探測，這是創造歷史的重大成就。」

鄒永廖介紹：「無論從物質成分上、形貌構造上，還是岩石年齡上，月球正面和背面都有很大的差異。」比如，從成分上看，月球正面大約60%的面積，都被一種名為「月海玄武岩」的岩體覆蓋，而背面則幾乎是另一種岩體——「高地斜長岩」。同時，月球上22個月海中19個較大的月海都分布在月球正面，而月球背面只有東海、莫斯科海、智海等3個很小的月海。從形貌構造上看，月球背面撞擊坑的密度明顯大於正面。從年齡上看，月球背面則都是更加古老的岩石。

原因二：艾肯盆地——人類從未去過的「處女地」

嫦娥四號選擇月球背面一個名為「艾肯盆地」的地方著陸。

目前，科學家把月球的大地構造單元粗略劃分為三大地體，即斜長高地岩地體、克里普岩地體和艾肯盆地地體。

鄒永廖指出，斜長高地岩地體和克里普岩地體，美國和前蘇聯都著陸巡視探測過，只有艾肯盆地地體沒有近距離就位探測。「科學家相信，這塊區域目前就近距離巡視探測而言，屬於一塊『處女地』，在科學上會有很多新的發現。」他說。

原因三：背面岩石更古老

「月球背面的岩石更加古老。」鄒永廖說。對科學家而言，這無疑是一個好消息。嫦娥四號前往艾肯盆地，必將獲取更古老岩石的信息。

鄒永廖表示，從時間維度上，如果我們獲取更古老的岩石類型等物質成分信息，將對了解月球的化學成分演化過程大有幫助。

原因四：揭開「39億年撞擊高峰」之謎

艾肯盆地直徑約2500公里，深度約12公里，90%以上分布在月球背面。「這是目前所知整個太陽系最大、最深的盆地。」他表示。

對艾肯盆地開展探測有可能揭開「39億年撞擊峰值」的科學之謎。此前，科學家從太陽系撞擊歷史中發現一個奇特的規律，在地球、月球形成的46億年歷史中，撞擊密度、頻度和力度最高的時候，並不是最初的46億年，而是39億年，其原因困擾科學界已久。

「據科學家初步分析，艾肯盆地可能就是在39億年撞擊產生的。」鄒永廖表示，「嫦娥四號到這裡精細探測，也許會為我們打開『39億年撞擊峰值』這個科學之謎的一扇門。」

此外，科學家為月球車探測艾肯盆地專門設計了一條「路線」，能夠獲取地形地貌、物質成分及淺層結構等信息，將在國際上首次建立月球「綜合地質剖面」。「這將對了解這個區域的地質演化歷史和細節作出重大貢獻。」鄒永廖說。

原因五：填補低頻射電觀測空白

嫦娥四號將到達的月球背面是天文學家夢寐以求的觀測場所，將填補低頻射電觀測的空白。

在天文學上，不同頻段的電磁波代表著來自宇宙的不同信息。目前，傳統光學、紅外及射電等波段的天文觀測已得到長足發展。由於屏蔽作用，在地面上無法開展低頻射電的觀測。同時由於地球電磁環境的原因，在月球正面開展低頻射電觀測效果不理想。

鄒永廖指出：「月球背面的電磁環境非常乾淨，在那裡開展低頻射電探測，全世界天文學家都很感興趣。」

在天文學家看來，能夠在月球上開展低頻探測，將對太陽爆發、恆星形成、星系演化及宇宙早期狀態等科學問題有新發現。據了解，圍繞到月球背面開展低頻射電探測，歐洲空間局曾制定過詳細目標，但由於種種原因未能實施。

「中國探月工程率先實現這一目標，我相信在科學上會有很多產出。」鄒永廖表示。

來源：中國科學報

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