撞痕累累的地球卫士——近看月球上数以万计的撞击坑


文章出自:中国国家地理 2018年第12期 作者: 程维明 

标签: 天文地理   

我国探月工程“嫦娥四号”探测器预期将降落在月球南极附近的艾肯盆地,并开展巡视探测。这是人类首次在月球背面着陆,也将是中国航天事业的又一个里程碑。人类探索月球背面具有重大的科学意义。这里的电磁环境非常干净,是天文学家梦寐以求的理想场所,可以开展空间科学领域最前沿的低频射电天文观测。同时,利用月球背面艾肯盆地保存的最古老月壳岩石的独特条件开展地质特征调查,有望在国际上首次建立综合地质剖面和演化模型,获得对月球早期演化历史的新认知……由于“嫦娥四号”的着陆点位于月球背面的一个撞击坑里,所以,我们特别策划了一组文章,以月球上的“撞击坑”为切入点,与读者一起走进“广寒宫”。

月球,人们叫它“月亮”,也有人愿意叫它“玄兔”,仿佛这样的它会更带一丝神秘与浪漫。它被地球吸引,围绕着地球奔跑。直径约为地球四分之一的它,和地球相比显得略微渺小,然而,就是这样娇小的月球却承载了大量的撞击,形成了数以万计的撞击坑。

幼时的我常常喜欢在夏天的夜晚,坐在槐树下,仰望高悬空中的那轮明月。看它圆,看它缺,我的心情也会随之喜,随之悲。后来,我开始渐渐懂得,月球上没有名曰“广寒”的宫殿,里面也没有一个怀抱玉兔的仙子痴痴等待,吴刚折桂、嫦娥奔月都是神话中的故事。长大后,我开始懂得“阿波罗”登月,开始随着一次次深空探索计划的实施深入了解月球,试图和奔月的“嫦娥”一起,探索它的奥秘。

“嫦娥”奔月之地,科学意义重大
冯·卡门坑和克雷蒂安坑是“嫦娥四号”着陆区的主区和备区,它们位于月球背面、南极附近的艾肯盆地(下图)。本图的视角是从月球南极点上空从南往北看。对这些撞击坑的深入研究将有助于认识月球深部物质组成以及月球早期演化历史,并为揭示月球正面与背面地质特征巨大差异的成因提供线索。
制图/中国科学院 空天信息研究院行星遥感团队

“嫦娥四号”奔月的目标:月球的背面

月球,清冷而美丽,古往今来承载了太多情怀,无数文人墨客为之痴迷,于是有了“露从今夜白,月是故乡明”的乡思,“明月出天山,苍茫云海间”的广阔和“我本将心向明月,奈何明月照沟渠”的无奈。后来,我们慢慢知道,月亮并不会发光,它的光芒源自太阳。再后来,我们知道月球始终是圆的,只是由于相对位置的变化导致我们看到了阴晴圆缺。然而,很少有人知道,月球几乎永远是以同一面朝向地球的。Alexander M.E.等学者发现月球曾经以较快的速度自转,但是由于来自地球的引力不断对月球产生作用力,这个力与月球的自转方向相反,就像把月球往回拽,导致月球自转速度不断减慢,直到绕轴自转的周期与绕地球的公转周期相同。于是,现在的月球总以同一面持续面对地球,这也就是我们常说的“潮汐锁定”。我们将月球朝向地球的一面称为正面,而相对的另一面则称为背面,也称为“暗面”。然而,暗面并不意味着月球背面会永远处于阴暗当中,事实上,它如同正面一样会被太阳照亮。著名学者Plait P.C.就曾发现,当月相为新月时,我们看到月球的正面是黑暗的,而月球的背面则会被太阳照亮。

伴随着“嫦娥四号”探测器的发射,“嫦娥仙子”将首次奔向月球背面,而这也将使中国成为全球首个实现月球背面着陆的国家。

责任编辑 / 高新宇 

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