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为什么要探索月球?

 2 years ago
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为什么要探索月球?

简评:从 1972 年开始,人类再也没有回来,这是我们唯一到过的外面的世界。

许多人认为月亮只是天空中灰色的岩石球体。令人惊讶的是,许多科学家也都认同这一观点。因此,这篇文章是为了总结月球的巨大科学和探索价值。

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我们为什么要探索月球?

据说,在月球上行走的阿波罗宇航员脚印仍在那里,因为那里真空环境,让登月的痕迹保留数年。这是一笔宝贵的科学财富。

太阳系中,地球和月亮被各种小行星、彗星轰炸,但由于地球环境变迁,各种陨石坑在地球上已经难寻踪迹。但是,月球没有这种异化过程,它的大部分陨石坑在稳定的条件向保存了数百万年,通过月球陨石坑,科学家们可以寻找到太阳系过去的历史。

月球缺少构造运动(tectonic activity)。因此,自月球形成以来,它的内部结构得到了很好的保存,这为科学家提供了一个了解行星内部形态的机会。研究撞击形成的月球山脉,使科学家们可以窥见月球内部,而月之暗面也是如此,月球的黑暗区域是从活跃的月球火山活动生成的凝固熔岩平原。

不仅仅是科学,月球还具有技术和经济价值。在过去的二十年中,NASA 和 ISRO 航天器在月球两极发现了冰。这为未来人类月球居住提供了可能。

此外,月球对于宇航员来讲是很好的试验场,可以研究太空辐射以及微陨石坠落对太空长期居住的影响。如果人类想去火星,月球就应该更好地利用起来。

探月的简史和未来之路

几个世纪以来,望远镜一直是观月前沿手段。伽利略最早通过望远镜看到月球的陨石坑、高山低谷。1957 年太空时代的来临,人类把绕月探测器送上太空,用高分辨率对这些特征进行成像和制图。

在 1960 年代,美国国家航空航天局(NASA)派出了 Ranger 系列飞船,勇闯月球!一个秋天就寄回了 15000 多张照片,这些照片告诉我们,月球到处都是陨石坑,大大小小布满了月球表面,哪些地方坑多哪些地方坑少,这些信息帮助 NASA 为阿波罗宇航员选择安全的着陆点。

大约在同一时间,苏联轨道飞行器 Luna 10 揭示了月球重力场的局部变化。这些异常现象会导致航天器撞月。后来,美国宇航局分别于 1998 年和 2011 年发射了月球探测仪和双 GRAIL 轨道器,制作了详细的月球重力图。这些地图帮助科学家看到了月球表面以外的特征,并更好地了解了月球的结构。

1969 年至 1972 年,有 12 位 NASA 宇航员在月球上行走。阿波罗的科学实验提供了有关月球如何形成,月球是否具有磁场,火山活动性质等方面的开拓性知识。

从那以后,人类再也没有回来,而且月亮是我们访问过的地球之外唯一的世界。2013 年,NASA 发射了 LADEE 轨道器,以探测月球周围的尘埃环境,从而帮助评估其对未来宇航员和人类住的威胁。

中国已成功在月球上登陆了两架航天器,2013 年是嫦娥三号,2019 年嫦娥四号。中国是本世纪唯一一个在月球上成功登陆飞行器的国家,之前以色列和印度都失败了。

娥四号是世界上第一个登录月球远点的飞行器,那里更少被地球(信号)干扰,那里有着更巨大的射电天文学(无线电天文学)潜力。

玉兔2号月球车拍摄:嫦娥4探测器在月球远端嫦娥4探测器拍摄:月兔2月球车漫游中

嫦娥四号和月兔2号,在月球南极的艾特肯盆地,这里是月球最深的陨石坑,探索者月球的过去。这个古老之地为科学家们探索 40 亿年前的早期太阳系提供者线索。(这也是为什么往往月球探测,艾特肯盆地样本成功返回地球,是最高优先级任务。这些样本为未来十年的太空探索提供者重要依据和方向性参考)

月球上的水

在 21 世纪,探索月球的重点在于月球的殖民,美国宇航局于 2009 年发射了月球侦察轨道器,传回了迄今为止最高分辨率的月球地图[1]、温度等信息。庞大的数据可以支撑所有的现代登月计划。而这一次,人类想要征服月球的南极,那里有水!

2019 年发射的 Chandrayaan 2 号轨道飞行器正在量化月球两极上的水冰量并将其绘制成地图[2]

月球有多少水?

根据 ISRO(印度航天局)的 Chandrayaan 1 轨道飞行器和 NASA 的月球侦察轨道飞行器上的雷达的远程观测,科学家估计月球两极可容纳超过 6000 亿公斤的冰水,足以填满至少 24 万个标准大小的游泳池。

月球科学与学界一致认为,可以利用月球两极上的水冰为未来的栖息地提供动力。但是在规划月球栖息地之前,我们需要把科技树点出来:

  • 月球极地上登陆和穿越山丘群带地形的能力
  • 在寒冷的冰域中工作的能力
  • 无需使用阳光或地球通讯

NASA 定于 2023 年发射飞行器,探索月之暗面的陨石坑,制作高分辨率的水冰图并对其进行探测。

月球的起源

月亮从哪里来?月球的起源是行星科学中的一个基础问题。美国和苏联航天员,从月球带走了 383 公斤的岩石和土壤样本。即使在今天,这些样本仍在世界各地的实验室中被分析。实际上,科学家认为地球和月球可能有共同的起源[3]

但这些样本都采自于类似的地区,不能代表整个月球。为了解开这些基本的奥秘,需要从月球上获得更多的样本,包括进入月球表面以下的更多原始岩石和获取月球极的水。

英文原文:https://jatan.space/why-explore-the-moon/

园长:太空探索和赛博朋克一样,都让我着迷。


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