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踏上探月之旅

作者:  来源:  日期:2020年01月19日

日本“月亮女神”踏上探月路

东京时间14日10时31分(北京时间9时31分),日本“月亮女神”绕月探测卫星从日本种子岛宇宙中心顺利升空,踏上探月之旅。探测卫星搭载了14种高精度仪器,它们将对月球的构成及其形成历史等进行精确探测。

东京时间14日10时31分,“月亮女神”绕月探测卫星搭乘H2A-13火箭,在橙色的炎火中从日本种子岛宇宙中心顺利升空,开始了它为期一年的探月之旅。(“月亮女神”是日本绕月探测卫星的英文名称的意译,它在日本还有一个昵称———“辉夜”,这个名字取自“辉夜姬”,日本众所周知的民间传说中美丽的月亮公主。)

连日来的大风和阵雨让身处种子岛宇宙中心的每个人都对“月亮女神”能否定期发射心里没底。当地在13日近午夜时还是大雨倾盆,幸亏在14日早晨9时左右转晴。

10时31分,运载“月亮女神”的火箭自动点火,火箭离开大崎发射场后,朝着东南方向的太平洋上空飞去。所处的中心距发射场约3.6公里,但站在露台上,仍可以感到楼板在微微震动。

在升空45分34秒后,火箭把卫星送入转移轨道并与其分离,尔后卫星围绕地球运行两圈。在这1过程中,“月亮女神”会打开太阳能电池翼和高增益天线,并调整轨道以飞往月球。卫星将在发射约20天后进入环绕月球的椭圆形轨道。

据日本宇宙航空研究开发机构介绍,“月亮女神”会在升空后大约第35天进入距月球表面100公里、飞越月球两极的圆形观测轨道。“月亮女神”携带的两颗子卫星,即中继卫星和“甚长基线干涉测量电波源”,将分别于主卫星进入观测轨道前约10天和7天时先后与主卫星分离,进入各自的椭圆形轨道。

“月亮女神”的长、宽尺寸都是2.1米,高度为4.8米,其携带两颗子卫星时的总质量为3吨。主卫星上共搭载了荧光X射线分光计、伽马射线分光计、月球雷达测深器、月球磁力计等14种仪器,其中有些仪器的探测精确度是以往同类仪器的10倍乃至100倍。据报道,包括火箭和地面设施在内,“月亮女神”工程总耗资约550亿日元(约合4.8亿美元)。

日本于1998年启动“月亮女神”计划,并由此将一系列探月计划逐步提上日程。日本宇宙航空研究开发机构2005年3月制定的远景目标指出,日本计划此后10年内发射可登月的无人探测器,争取20年后能在月球表面建立无人驻守的探测基地。

探测卫星担当3大使命

“月亮女神”探测卫星此行任务很多,其中最主要的包括为判断月球上是否曾存在岩浆海洋寻找确切证据、分析月球的磁场状态、为月球上是不是存在水寻觅答案等。

寻找岩浆海洋证据

美国“阿波罗计划”前后从月球带回400多公斤岩石。采自月球表面低洼处的岩石富含铁等元素,它是岩浆冷却后凝固成的玄武岩。而在高处收集到的岩石是含铝元素的斜长石,这是一种难以被岩浆融化的岩石。根据这些发现,科学家猜想月球诞生后不久,其表面被岩浆海洋所覆盖,陆地浮在岩浆海洋上。不过,“阿波罗计划”的专家未找到确切证据。

为寻觅岩浆海洋存在过的有力证据,“月亮女神”此次携带的仪器将尝试从月球地层的龟裂中找寻岩浆的源头,以及岩浆是如何扩散的。此外,这些仪器将观测月球表面的元素和岩石的种类及分布。如果月球表面曾是岩浆海洋,那么许多元素和岩石都会融入岩浆,它们的散布就应该是连续的。

岩浆海洋掌握着解开月亮诞生之谜的钥匙,如果岩浆海洋的存在得到确认,那末“巨型冲击假说”将成为最有力的月亮起源说。这类假说认为地球诞生后不久,一个火星般大小的天体擦碰了地球,产生的碎片聚集在地球周围形成了月球。由于碰撞产生巨大的热能,地球和刚刚诞生的月球大幅升温,两者的表面都被岩浆覆盖。

如果“月亮女神”的观测确认月球上存在过岩浆海洋,这将成为“巨型冲击假说”的新证据。其他月球起源的假说,比如地球依靠其引力,捕获飞来的天体,使它变成卫星的“捕获说”,抑或是“地月同源说”“地球分裂说”都没法解释造成岩浆海洋的巨大热量源。

分析月球磁场状态

月球的磁场也是有待研究的谜团。地球磁场具有明确的南北两极,而现在的月球没有类似的磁场。地球之所以有这样的磁场,是因为地球的中心是铁等构成的核。然而,美国阿波罗飞船带回的岩石有微弱的磁场,难道这意味着月球过去也具有足以产生磁场的铁核吗?寻觅这个问题的答案该轮到“月亮女神”上的月球磁力计登场了。

“月亮女神”携带的这个仪器能观测到比地球磁场强度十万分之一还微弱的磁场,根据观测结果,40亿年前月球是不是存在磁场等课题的相关研究有望获得新进展。如果证实月球全部表面都残留有微弱的磁场,那么月球诞生早期具有熔融的铁核也就不难推论了。

探寻是否有水存在

“月亮女神”还要为月球上是否存在水寻觅答案。如果真有水存在,那末水中氢元素被激发出的伽马射线就会被这颗卫星上的伽马射线分光计捕捉到。另外,“月亮女神”在为期一年的观测生涯中还将研究历史上月球火山活动的痕迹,测定月球的重力场,研究月球的等离子环境及月面以下的演化等。

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