发布单位:台北市立天文科学教育馆

  中国的嫦娥四号成功在今年1月3日登陆月球背面,在任务过程中也发现许多新的地形,而国际天文联合会(IAU)近期宣布将嫦娥四号的登陆地点命名为「天河基地」 (Statio Tianhe),以银河的古称作为命名。

  IAU是国际间负责管理所有天体命名的机构,除了天体名称之外,也负责审核星体表面地物的名称申请。天体表面的地物命名是在IAU获得更加精细的天体表面影像得以制作地图,或是科学家为研究需要时才会进行命名。若不是涉及近代政治或识别度不佳的名称,任何人都能对IAU提出建议。

  这次除了「天河基地」之外,由登陆探测器在登陆地点附近拍摄到的四座地形也获得命名。其中一座山以位于中国山东省的泰山命名为Mons Tai,而泰山同时也是世界文化与自然遗产。其他三座陨石坑则分别被命名为ZhinyuHeguTianjin,是以夏季大三角中的三个古星官:织女、河鼓与天津作为陨石坑的名称。

  嫦娥四号登陆器与玉兔二号探测车将进入登陆以来的第二个夜晚,由于未来将会有两周的时间照不到阳光,因此将进入休眠状态,待太阳升起之后将会继续进行月球背面的探测任务。

图说:从玉兔二号探测车上拍摄的嫦娥四号登陆器影像

图说:嫦娥四号登陆地点附近的影像(资料来源:CNSA

资料来源:Space

IAU批准的5个嫦娥四号着陆点及其附近地理实体名称详细信息
地名              中文名     地名类型  中心经度 中心纬度 直径(km)

Statio Tianhe 天河基地 着陆点名称 177.60°E 45.45°S  0.01
Zhinyu    织女   环形坑   176.15°E 45.34°S  3.8
Hegu    河鼓   环形坑   177.57°E 46.30°S  2.2
Tianjin    天津   环形坑   178.81°E 44.93°S  3.9
Mons Tai   泰山   山     175.83°E 44.56°S  24

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  中国大陆的嫦娥四号不但创造首次在月球背面登陆的历史, 更传回首张月背地面的全景照片。这艘登陆艇在1月2日登陆于186公里宽的Von Kármán陨石坑,并放下所携带的玉兔二号月球车,但是月球背面最近是白昼,在没大气层隔热下,温度会高达摄氏一百多度,因此登陆艇从5日开始进入休眠状态,直到10日才成功唤醒。

  这张1月11日公布的全景照是嫦娥四号所拍摄,因此可以清楚看见在外侧的玉兔二号以及行驶月面的轮胎痕迹。在全景照片中还显示嫦娥四号登陆艇本身的科学仪器,如中性原子分析仪、月表中子与辐射剂量探测仪等,中国国家航天局(CNSA)表示,仪器已经开始收集资料,并将在几周内传回数据。

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全景照片

资料来源:Space.com

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  中国大陆的嫦娥四号(Chang'e-4)探月太空船2018/12/8从大陆四川的西昌卫星发射中心后,于北京时间2019/1/3上午10:26成功降落月球背面,着陆点为靠近月球南极附近艾特肯盆地(Aitken basin)内的冯‧卡门陨坑(Von Kármán crater),随后透过中国的鹊桥号(Queqiao)通讯中继卫星(communications relay satellite)传回首张在月表上拍摄的月球背面影像。这是全球首度在月球背面着陆的登月艇,是探月史上的重要里程碑。而从登月艇驶出的玉兔二号(Yutu-2)月面车也开始在月面巡航探测,其上设置有全景相机、透地雷达(ground-penetrating radar)和测量月表矿物和化学组成的光谱仪等科学仪器,除探索月球本身外,还能顺便研究太阳的爆发状况和宇宙第一代恒星的辐射等,玉兔二号上甚至还有研究植物与蚕在低重力环境中的交互作用的小型生物圈。


嫦娥四号成功登陆后传回的月球背面影像。Credit:CNSA

  艾特肯盆地很可能是被一颗巨大小行星猛烈撞击所形成的陨坑,直径约2500公里,深约13公里,有天文学家认为这是全太阳系最大的陨石撞击坑。由于可能当时撞击很猛烈,将月球上部地函的物质带至月表,所以若能研究此处的物质成分,或许就可以进一步了解月球内部的化学组成。

  月球内部的分层分布并不均匀,靠近地球一侧的「正面」的月壳比较薄,背面的月壳则较厚,且背面少有被后来月球内部流出的岩浆填平而形成月海的状况,所以月球背面的地质年龄大都较老,而且陨坑数目较正面多且深。嫦娥四号的探索,或许可以提供更多关于为何会造成月球正面和背面如此差异的线索。

  由于月球背面地形崎岖不平,而且因为被月球本身屏蔽讯号而使控制中心无法直接指挥嫦娥四号登陆的过程,所以要在月球背面登陆相当困难,所以中国大陆在2018年5月时先行发射鹊桥号通讯中继卫星,以晕轨道(halo orbit)绕着地月重力平衡的2号拉格朗日点(Lagrange Point 2,L2)位置打转;L2在月球背面一侧,约离月球65,000公里的地方,在月球背面的嫦娥四号便可透过鹊桥号传递讯息回地球。


嫦娥四号透过中继卫星传送讯号回地球。

  嫦娥探月计划分不同的阶段,其中嫦娥一号和嫦娥二号分别在2007和2010年进行绕月探测;嫦娥三号于2013年登陆在月球正面;目前的嫦娥四号登陆在月球背面;而嫦娥五号计划在今年下半年发射,将设计成采样送返地球的任务型态,届时将从风暴洋(Oceanus Procellarum)采集约2公斤的月壤和月岩样本送回地球进行研究;风暴洋位在月球正面,是月表最大的月海。此外,中国大陆还在研议于2025年以后进行载人登月任务。

资料来源:Science


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  中国国家航天局(CNSA)2019年1月3日完成了一项历史性壮举,这次被称为嫦娥四号的登月任务,是中国正在进行的登月计划的一部分,最终目标是为载人登月计划铺平道路,届时中国的太空人将首次登上月球。北京时间1月4日,中国国家航天局宣布,「玉兔二号」完成了最后的检查,同一日的下午4点,随后与中继通讯卫星鹊桥(Queqiao)建立通讯网路,使着陆器能够与地球上的任务控制中心进行通讯。

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图说:玉兔二号行驶于月球背面,由着陆器所摄。

  着陆器于北京时间晚上10时22分左右拍摄了一系列照片,而玉兔二号正停在离着陆点不远的地方,它随后在此处进行科学操作,在接下来的三个月里,将研究南极-艾托肯盆地,以进一步了解早期太阳系和月球的起源。

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图说:月球的南极盆地附近于早期研究中发现有水冰的存在。

  「玉兔二号」月球车还将是第一个直接研究近年来观察到的水冰沉积的任务,同时也执行一些相当有趣的研究,透过它所承载的月球微生态系统,加热加压的不锈钢容器内部放置了种子及虫卵,以确定陆地生物是否能在月球引力下生长。除了使中国第一次载人登月任务成为可能,这些研究还能成为建设月球基地的前哨站,近年来,中国表示可能会与欧洲太空总署(ESA)合作,建立名为「国际月球村」的理想。

  玉兔二号的其他科学目标包括测量月球岩石和风化层的化学成分、测量月球表面温度、研究宇宙射线、观察日冕等现象;月球背面没有大气的干扰以及来自地球的无线电讯号,因此,利用「鹊桥」卫星上的无线电望远镜进行的研究有望揭示有关早期宇宙的资讯。

  近年来,中国建立了自己的太空计划,俄罗斯和美国棋逢敌手。随着俄罗斯航太(俄文:Роскосмос)登月任务的设计,美国太空总署(NASA)也寻求重返月球,许多人将其比作阿波罗时代,未来几年的太空任务肯定会非常激动人心!

资料来源:Universe Today

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  中国预定今年12月实施「嫦娥四号」探月任务,将首次实现人类探测器在月球背面着陆和探勘的壮举。过去60年,人类已经发射100多个月球探测器,其中有65个月球着陆器,但仅有环绕月球轨道卫星和载人的阿波罗号看到过月球背面。至今仍没有任何一个月球探测器,能够在月球背面着陆。

  在8月15日的新闻发表会上展示了「嫦娥四号」着陆器和月球车(rover)的外观图像。月球车是一个长方形的盒子,有两个可折叠的太阳能板和六个轮子。它长1.5公尺,宽1公尺,高1.1公尺。中国月球探测计划的首席设计师吴伟仁(Wu Weiren)表示,嫦娥四号月球车在很大程度上保留了其前身玉兔探测车的形状和设计(这是中国2013年第一个用于嫦娥三号的月球车)。

  与玉兔探测车一样,「嫦娥四号」月球车将配备四个科学设备,包括全景摄影机,红外线成像光谱仪和雷达测量设备,以获取月球表面的图像并探测月球土壤和结构。它还将承受真空,强烈辐射和极端温度变化。月亮在昼夜温差大,可达摄氏300多度。

  嫦娥四号月球探测器将登陆月球背面南极地区的艾特肯盆地(Aitken Basin),这是科学和太空探索的热门地点。然而,因为月球本身的阻挡,地球要和月球背面直接通讯是不可能的,这是嫦娥四号探月任务的众多挑战之一。所以中国已于5月发射了一颗名为「鹊桥」的中继通讯卫星,目前在距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点轨道运行,提供了地球与嫦娥四号月球探测器之间的通讯服务。

资料来源:spacedaily


延伸阅读:中国「鹊桥」升空,为登陆月球背面探测器做通讯中继

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