2018年重返月球

今年9月19日,美国航天局正式宣布,美国将实施1040亿美元的登月计划,在2018年前,美国宇航员将重返月球。

  

  登上月球曾是人类的梦想

  

  月球曾是太阳系中最引人注目的星球。自伽利略以来,望远镜一直瞄准着它,宇宙飞船也曾靠近它沿着它的轨道飞行,上世纪六七十年代更是成为超级大国展示各自科技成果的大舞台,人类在其表面行走并带回了一些土壤和岩石样品,于是乎,除了地球,月球应该是人们最为熟悉的地方了。事实果真如此吗?

  60年代末,月球是人类所有梦想的核心。从政治上讲,就是看谁能把自己的国旗最先插到月球上去,到底是美国还是苏联。1959年,苏联发射了一个飞越月面的探测器,之后又发射了一个硬着陆探测器,接着是软着陆机器人。十年后的1969年,美国人阿姆斯特朗踏上了月球。当1972年美国地质学家哈里森·施密特重返阿波罗17的登月舱时,NASA已经完成了6 次登月飞行,共收集了382千克的土壤和岩石,进行了上百个试验。苏联所进行的包括轨道飞行器和着陆探测器的对月探测持续超过15年,在1976年达到顶峰。从那以后,在将近20年的时间里,地球再也没有向月球发射过探测器。公众对月球探测慢慢失去了热情,因为梦想已经变成现实。

  巴黎天体物理研究所副所长、小行星研究专家伊大·郎之万说:“人类对月球的探索与探索一般行星的程序正好相反。”出于政治和宣传上的需要,人们在探索月球的时候舍弃了过程,直奔最后的目的——派人登月。由于都争着要第一个登上月球,所以中间的科研环节被省略了。“阿波罗”登月计划结束后,科学家们优先考虑探测别的星球。可事实上,我们对月球的了解少得可怜:70年代的时候,我们只对月球6%的地表进行了比较深入的研究。

  然而,对月球可不能等闲视之,了解它的地质概况是了解其它行星和太阳系以及地月系统构成的关键。所以,在这个意义上“月球是一部关于太阳系的史书”。

  

  月球依旧神秘

  

  至今,人类对月球仍有许多未解之谜。

  1. 月球起源之谜

  有些科学家认为,月球是和地球一起,于46亿年以前,从一团宇宙尘埃中生成的。另一种理论认为月球是地球的孩子,也许是从太平洋地区抠出去的。然而“阿波罗”登月探险的结果表明,地球和月球的结构成分差别很大,有一些科学家提出了另一种假说 ,即俘获说。他们认为,月亮是偶然闯入地球引力场,而被锁定在目前的轨道上。可是,要从理论上解释这一过程的机制难度相当大。因此,上述3种理论全都难以站得住脚。正如罗宾·布列特博士所称:要解释月球不存在,要比解释月球存在更容易些。

  2.月球年龄之谜

  令人惊异的是,从月球带回的岩石标本,经分析发现其中99%的年龄要比地球上90%年龄最大的岩石更加年长。阿姆斯特朗拣起的第一块岩石的年龄是36亿岁。其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45亿岁——它几乎和地球及太阳系本身的年龄一样大,地球上最古老的岩石是37亿岁。1973年,世界月球研讨会上曾测定一块年龄为53亿岁的月球岩石。更令人不解的是,这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域。根据这些证据,有些科学家提出,月球在地球形成之前很久很久便已在星际空间形成了。

  3.月球土壤的年岁比岩石年岁更大之谜

  月球古老的岩石已使科学家束手无策,然而,和这些岩石周围的土壤相比, 岩石还算是年轻的。据分析,土壤的年龄至少比岩石大10亿年。乍一听来,这是不可能的,因为科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的。但是,测定了岩石和土壤的化学成分之后,科学家发现,这些土壤与岩石无关,似乎是从别处来的。

  4.月球放射性之谜

  月亮中厚度为8英里的表层具有放射性,这也是一个惊人的现象。当阿波罗15的宇航员们使用温度计时,他们发现读数高得出奇,这表明,亚平宁平原附近的热流的确温度很高。一位科学家惊呼:上帝啊,这片土地马上就要熔化了!月球的核心一定更热。然而,令人不解的是,月心温度并不高。这些热量是从月球表面大量放射性物质发出的,可是这些放射性物质(铀、铊和钚)是从哪里来的?假如它们来自月心,那么它们怎么会来到月球表面?

  5.月亮的磁场之谜

  早先探测和研究表明月球几乎没有磁场,可是对月球岩石的分析却证明它曾有过强大的磁场。这一现象令科学家大惑不解,保罗·加斯特博士宣称:这里的岩 石具有非常奇特的磁性……完全出乎我们意料。如果月球曾经有过磁场,那么它就应该有个铁质的核心,可是可靠的证据显示,月球不可能有这样一个核心;而且月亮也不可能从别的天体(诸如地球)获得磁场,因为假如真是那样的话,它就必须离地球很近,这时它会被地球引力撕得粉碎。

  6.月球南极艾特肯盆地之谜

  月球南极的艾特肯盆地是月球最能引起人们好奇的众多热点之一。这是一个直径为2200千米至2500千米和15千米深的巨坑,经“克莱门汀”计划和“月球勘探者”勘查,很可能是太阳系内年代最老、面积最广、深度最大的盆地。地质学家相信,造成这一深坑的作用力之巨大足以显示月球表面覆盖物内的各种物质,这些物质对了解月球内貌及其早期生长是极其有价值的。为艾特肯盆地确定年龄也是科学家的一项重要任务。早在38.5亿年前,太阳系内的猛烈轰击就已停止,在那以后,生命才得以孕育并持续至今。目前估计艾特肯盆地的年龄约在39亿年,如果这个数字没错,它将证实关于行星在形成的过程中,有一个急速而猛烈的轰击期的理论是可信的。如果这个巨坑的年龄还要老得多,那么灾变说将让位于演化说,但正如行星地质学家卡尔·皮特尔斯所说的:“没有样品,就无法知道它的年龄。”

  

  重返月球之路

  

  今年9月,美国宇航局正式宣布2018年重返月球的计划。根据该计划,在未来的12年里,美国将建造新的宇宙飞船和火箭推进器,在2018年把4名宇航员重新送上月球,并在月球上停留7天。重返月球是实现美国“太空探索新构想”的关键一步。

  如果成功重返月球,美国将逐步在月球上建立一个航天员常驻基地,然后实现送6名航天员登陆火星上常驻500天的计划。

  月球基地考虑建在月球南极,由于该区域有大量氢,可能还拥有水冰。此外,美国重返月球计划的另一个原因,是想让宇航员利用月球资源生产出可携带的水、燃料和其他必需物品,以便能真正“生活在这块土地上”,这对人类最终实现火星登陆至关重要。

  根据美国航天构想,登月计划的第一步是将月球着陆器及“地球出发站”(一个巨大的推进舱)等发送上天;第二步,在月球着陆器和“地球出发站”安全进入轨道后,把4名航天员用“乘员探索飞行器”送入近地轨道,并与月球着陆器和“地球出发站”对接,然后由火箭的第2级将它们一起送往月球。第三步是月球着陆器、“地球出发站”在月球上空轨道与“乘员探索飞行器”脱离,并降落到月球表面,但“乘员探索飞行器”仍留在月球轨道上。第四步是登月航天员在进行大约7天的月球探索之后乘月球着陆器的上升级返回月球轨道,与“乘员探索飞行器”对接。第五步是“乘员探索飞行器”抛弃月球着陆器的上升级之后飞回地球。第六步是用降落伞返回地面。

  

  登月的终极目标

  

  月球被认为是地球的第八大洲,上面有丰富的资源,能够解决未来人类的能源紧张问题。有人估算月球上的氦-3如果能够真正被开发出来,可以解决人类1000年的能源需求。所以登月被许多国家提上空间发展日程,希望抢占未来的能源基地。

   现在,地球的人口已经非常多,有很多科学家认为如果地球人口达到80亿就接近饱和,所以人类急需寻找另外一个适合生存的星球,火星无疑是一个很好的选择。人类登陆月球的另一项最为宏大的目标就是希望能够以月球为跳板,争取在火星上建立第二个人类家园。

  

  相关链接:

  

  各国登月计划一览

  欧洲:欧洲航天局计划在2008年之前向月球发射一颗卫星;在2009年或2010年向月球发射登陆器;在2020年将宇航员送上月球。

  日本:日本宇宙航天研究开发机构正在制定该国太空开发的远景规划,其中包括雄心勃勃的登月计划。5年内,日本要研制出能够在月球进行探险的机器人;10年内,开发出能够使人类在月球长期停留的一整套技术;20年内,开始在月球上建造进行科学研究的基础。

  印度:印度计划在2008年发射第一艘无人登月飞船“月球飞船-1号”。这艘登月飞船重590千克,携带重20千克的“冲击者”登月舱。如果发射成功,印度将在2015年前进行更多的登月活动。

  中国:中国也已经制定了探月工程,并开始实施第一期工程。中国计划在2004年至2007年间环绕月球进行不接触月表探察;在2005年至2012年进行月球登陆探测;在2010年至2017年之间实现在月球表面着陆,并采样返回。

  【责任编辑】蒲晖

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