月球上看星星不眨眼

    “在月球上觀天是天文學家向往的。”探月工程月球應用科學首席科學家、國家天文臺臺長嚴俊說。針對巡天、觀地、測月這三個世界首次突破，記者采訪了嚴俊和紫金山天文臺科普部部長張煬。專家表示，這次月基天文觀測更多是試驗性質，重點是為未來的月球天文臺打基礎。

   

 

    巡天

　　月球上看星星“不眨眼”

　　將為建立月球長期觀測天文臺打基礎

　　目前各國進行的天文觀測，多為地基觀測和軌道觀測。

　　地基觀測就是在地球上建立天文臺，在地面通過各種天文望遠鏡，針對可觀測到的天體進行各種圖片數據監測；軌道觀測，最著名的就是“哈勃”，哈勃空間望遠鏡的主要目標，就是建立一個能長期在太空中進行觀測的軌道天文臺。

　　哈勃等空間望遠鏡因為處于地球大氣層之上，所以不會受到大氣層的擾動，但是由于沒有固定的地方，容易受到太空碎片的影響。

　　月基天文望遠鏡，相當于人類把“天文臺”架到了月球上，這比軌道觀測又進了一步。

　　比如，在地面看星星，有時候星星會閃爍，這是因為大氣層的擾動，而且觀測時間不長。

　　在月球表面進行天文觀測，可以完全避開大氣影響，獲得極高精度的觀測數據。同時，月球大約27天（地球日）才自轉一周，所以可對一個目標開展長達300多小時的持續跟蹤，在月球觀測天空，觀測星星，研究星系、恒星的活動，然后把數據傳回地球。

　　月球是一個非常穩定的平臺，登月探測表明，月震產生的月面移動約十億分之一米。這樣的穩定性對于觀測極為有利，因為可見光光學望遠鏡“聯網”兩個基元望遠鏡之間的距離精度要在零點幾光波波長之內，即大約一千萬分之一米。

　　月球上引力場的微弱，減輕了儀器結構強度和制造的困難，而且對儀器的操作和控制也變得更為容易。

　　專家稱，這次攜帶天文月基望遠鏡，更多是試驗性質，看設備能否運行正常，如果這次試驗可行，以后會在月球上安裝更大的望遠鏡，即在月球上建立天文臺。

　觀地

　　觀測地球“站得高看得遠”

　　了解地日關系；觀測太陽活動對地球影響

　　等離子體層是地球磁場跟太陽風相互作用的近地空間環境，在地球軌道上用衛星觀測地球等離子體層，只是從赤道附近過境，只能看到局部，看不到全貌，因為地球的等離子體層不是赤道周圍的一點點，是很大的一個區域。

　　美國宇航局2000年利用橢圓軌道的IMAGE衛星的極紫外成像儀，從上往下對地球等離子體層進行成像，第一次獲得了地球等離子體層在赤道面上的全球分布及其在太陽擾動期間的變化。這種探測只有當衛星處在遠地點附近時，才能拍攝地球等離子體層的整個圖像。

　　嫦娥三號月面軟著陸后，離地球38萬公里，能夠看到地球等離子層的全貌，是長期地、全面地、整體地看，長時間地跟蹤觀測可以從整體上探測太陽活動、地磁擾動對地球空間等離子體層的影響，關鍵是可以觀測到動態和變化。

　　通過對地球周圍的等離子體層產生的輻射進行全方位、長期的觀測研究，獲取地球等離子體層三維圖像，有助于了解太陽和地球的相互關系，能提高我國空間環境監測和預報能力。

　　還有觀點認為，地球上一些自然災害與地球等離子體層有關，這也是有可能的，因為地球上很多自然現象都跟太陽活動有關，所以相關的研究也具有科學意義。

　　測月

　　玉兔邊走邊“切”看月球

　　將在國際上首次建立綜合性觀測剖面

　　巡視器，也就是從探測器中釋放出來的“玉兔號”，它的腹部安裝了一個測月雷達。它在月面行走的時候。

　　通過測月雷達，一個特定區域月壤底下有沒有石頭，地質構造如何，都可以了解。

　　測月雷達可以測月球地底下30米深土壤層的結構和100米深的次表層結構，這個是國外沒有做過的。

　　月球車上還裝了測月球土壤成分和測土壤各種礦物組成的儀器，儀器的全部探測數據可以直接發回地球。此前有人打比方，玉兔號身上的測月雷達，相當于一邊走一邊把地下切開一刀看看里面，看看這個月球土壤有哪幾層，土壤里有沒有大石塊或是其他什么結構。

　　因為玉兔號是區域性探測，所以測月雷達有助于了解區域性的典型月壤和地質構造，同時測月雷達還可以測地下100米深次表層的結構。

　　通過搭載的測月雷達，并集合其他載荷探測的成果，可以在國際上首次建立集形貌、成分、結構于一體的綜合性觀測剖面，建立起月球區域綜合演化動力學模型。

　■ 鏈接

　　“嫦娥三號”探月五大創新點

　　1、首次實現我國航天器在地外天體軟著陸

　　目前，全世界僅有美國、前蘇聯成功實施了13次無人月球表面軟著陸，中國是第3個實施月球軟著陸的國家。

　　嫦娥三號探測器經過主減速段、快速調整段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段等6個階段的減速，實現從距月面15公里高度安全下降至月球表面。

　　2、首次實現我國航天器在地外天體巡視探測

　　全世界只有美國實現了載人登月。前蘇聯開展了2次月面無人巡視探測任務，巡視車分別在月面行走了10.5km和37km。中國是第2個實施無人月球巡視探測的國家。

　　巡視器與著陸器完成解鎖、釋放、分離、下降到月面、駛離，整個過程每個動作環環相扣，任何一個動作都影響任務成敗。因此，在設計時就留有足夠余量；特別是通過大量實驗，確保了機構能力可靠。

　　3、首次實現對月面探測器的遙操作

　　嫦娥三號巡視器遙操作采用自主加地面控制相結合的方式，根據獲取到的環境參數，在地面完成任務規劃，而巡視器自主具備完成局部規劃、避障和安全監測、應急保護的能力。

　　4、首次研制我國大型深空站，初步建成覆蓋行星際的深空測控通信網

　　目前，國外主要有美國、俄羅斯、歐空局、日本、印度等國家（組織）建立了深空測控站。美國、俄羅斯深空測控站的天線，最大口徑均為70米。

　　我國通過探月工程的實施，新建了18米、35米、65米、66米（亞洲最大）天線。這些天線的研制，使我國完全掌握了大口徑高效率天線的設計、制造、安裝技術，實現了高精度、快速測定軌和月面定位目標。

　　5、首次在我國航天器上采用放射性同位素熱源和兩相流體回路技術，實現探測器在極端溫度環境下的月面生存.