月球背面到底有什么?

文摘   教育   2024-05-17 22:02   江苏  


65年前的1959年,苏联月球3号探测器拍到月球背面第一张影像图,尽管分辨率很低,但由此揭开了月背的神秘面纱;3年后,美国徘徊者4号探测器以硬着陆方式撞击月背,但遗憾的是并未传回任何数据。此后的数十年间,虽然有多个国家的探测器拍摄到月背的“芳容”,但真正实现航天器月背软着陆的目前只有中国。
2019年年初,中国的“嫦娥四号”实现人类航天器首次在月背巡视探测。
2024年5月3日,嫦娥六号的成功开启了背面取样返回之旅,又引起来了人们对月球背面的不断猜测。

月亮的背面为啥看不见?
月球,作为地球唯一的自然卫星,自古以来就吸引着人类的目光。虽然月亮时圆时缺,但总是以同样的一面对着我们。为啥我们看不见月亮的“后脑勺”?
月球绕地球公转的平均周期与其自转平均周期一致,均约为27.32天。因此对地球上的观测者来说,始终只能看到月球的一面。面向地球、可以被看见的这一面被称为“月球正面”,而始终背向地球、无法看见的另一面被称为“月球背面”。
月球之所以有相同的公转、自转周期,背后有较为复杂的动力学原理。简单来说,地球对月球各部分施加的引力强度不均,导致的潮汐作用使月球最终只能以同步的周期公转、自转,以同样的一面对着地球。这种现象在天文学上被称为潮汐锁定。
根据天文学家的估算,月球诞生于大约45亿年前。在诞生之初,月球自转速度大于现在,公转、自转周期也并不同步。地球的潮汐力使整个月球发生变形,月球沿着地月连线的两边被拉长。随着月球自转,月球表面被拉长的位置不断变化。这种变化就仿佛在不断给月球自转“踩刹车”,月球自转越来越慢,经过漫长的时间,在公转和自转周期同步时达到平衡,月球也就稳定在只有一面朝向地球了。
月球背面到底有什么?
由于月球背面始终无法被地球上的观察者直接看到,因此它充满了神秘感。在早期的科幻作品中,月球背面甚至被认为是外星人的基地。然而,随着科技的进步,人类已经通过探测器任务揭开了月球背面的神秘面纱。
月球背面地形主要为一大堆起伏不平的撞击坑,如太阳系第二大的撞击坑——南极的南极-艾特肯盆地,而平坦的月海则相对较少。月球背面是一个极端的环境,没有大气层,月面直接暴露在宇宙空间,温度变化非常剧烈。白天最热时,月表温度可达127℃;夜间最冷时,温度则可降到-183℃。由于没有大气,月球上也没有云雾雨雪等气象变化,声音也无法传播。此外,月球上也没有水,对月球的岩石分析中也没有发现水分。
月球背面隐藏了许多秘密,包括被称为“神秘的矿藏”的丰富资源。这些矿藏位于月球背面的南极-Aitken盆地内,包括铝、钛、铂等多种稀有金属,储量十分丰富。这些矿藏的发现为未来深空探索提供了宝贵的补给站和资源基地。
月球背面的科学意义
迄今为止,人类已进行10次月球采样返回,但这些采样均位于月球正面。1970年9月12日至24日,苏联的月球16号探测器成功完成了人类首次月面自动采样,携带101克月球样品安全返回地球。至1976年8月,苏联共发射了5个自动采样探测器,其中,月球16号、20号和24号共取回了326克月壤。1969年7月16日至24日,美国完成了人类首次登月任务,2名航天员采集了21.7千克月球样品后返回月球。美国总共6次载人登月从月球取回381千克月壤和月岩样品。
虽然月球背面看起来与正面相似,但月球背面的探测仍然具有重要的科学意义。由于月球背面始终无法被地球上的观察者直接看到,所以它受到了更少的来自地球的电磁干扰。这使得月球背面成为了一个理想的场所来开展天文观测和研究宇宙起源等问题。
此外,月球背面的探测还可以帮助我们了解月球的形成和演化过程。通过对月球背面岩石样本的研究,科学家们可以更好地确定月球的年龄,以及月球在太阳系中的位置。

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