窝在月球背面的两只玉兔

品玩·2022-01-16 11:44
一只是「玉兔」,另一只也是「玉兔」。

作者 |油醋邮箱 |zhuzheng@pingwest.com 

发现玉兔了

在那个古老的传说里,嫦娥服了仙药,不得不离开后羿飞升入明月。但这样一来,她也触了天条,从此化身玉兔,永远困在那广寒宫里。 

故事最早出自商朝的《归藏》。三千多年后,当一台叫做“玉兔二号”的月球车带着这抹浪漫走进月色的黯淡背面,虚幻与现实的次元壁开出了一道口子。 

月球的尽头,真的有一只兔子。 

而这整件事要从三个月前的一次抬头开始讲起。 

十月末的中国南方,很多城市开始准备入冬,月球背面的状况则相反,它正从一个十四天的月夜里出来,走入另一个月昼。温度也从零下150摄氏度的极寒转入零上100摄氏度的极热。 

玉兔二号月球车也从月夜中醒来,开始了第36个月昼的探险。 

它所处的出发点地形条件并不好,东侧不远处有一个大型撞击坑,西北方高达10°的隆起坡度已经超过玉兔二号的能力范围。驾驶员决定先向东北侧走。在北上途中,远在地球的驾驶人员,第一次操控玉兔二号对周围的天际线实施了环拍,这是玉兔二号落月后首次抬头环视四周。 

它看到北侧有一个从地平线上凸起的不明物,像月球表面嵌进太空的一个楔子。 

神秘小屋的放大版本 

微博上玉兔二号发现神秘小屋的消息瞬间上了热搜。 

“这会是此前进入太空的航天器吗,或者是外星人基地,或者真的有广寒宫?” 

推特上一个为“Latest in space”的天文资讯账号在社交媒体同步了玉兔二号的发现,获得了超2.2万次点赞。 

这甚至在全球范围内成了一个梗。 

有人说终于发现《太空漫游2001》里那块隐喻外星力量的Monolith(黑石碑)了。 

老搭房子玩家说这是他在「我的世界」里建了忘记拆的。 

甚至有人把它画了出来。 

很多国家都在关注这个发现的进展,“神秘小屋”被翻译成mystery hut,后面会跟上shenmi xiaowu的拼音。全世界都对这个神秘物体的揭秘非常好奇。 

卡帕说,如果你拍的不够好,那是因为你靠的不够近。 

另一边,玉兔二号开始往这个不明物走去了,一直到1月6日——第38个月昼的时候——月球车走到这个神秘小屋眼前,用全景相机拍下画面,又经过彩色成像传回地球,我们得以看到这样的一张照片。 

它太小了,看上去只是一块质地普通的月岩,远称不上一个“小屋”。 

让所有人惊讶的是,它的形状反而像极了一只正蜷着身体的兔子,头向前探着,安静窝在地上。 

一只高度集结人类智慧的「玉兔」,在月亮上遇见了另一只更符合神话形象的「玉兔」,中国人对于太空的浪漫大抵都在这里了。 

难以抵达的月球背面

从阿姆斯特朗和奥尔德林开始,人类历史上的所有登月脚印都踏在月球正面。也就是我们夜里抬头看到的那一面,人类从来没有去过月球的背面。 

由于引潮力的存在,凹凸不平的月球表面受力不均,在这种情况下月球内部会产生摩擦作用从而减慢月球原本的自转运动,最终的结果是月球的自转周期和公转周期一致,这意味着月球几乎永远在用同一面朝着地球,这种现象也被称为潮汐锁定。 

对于月球背面的探索从轨道设计或地月通讯的角度都要比正面来的困难的多,这导致此前很长一段时间只能通过航天探测器环绕观测来进行探索。1965年7月苏联发射的“探测器3号”在距离月球9219千米的地方拍摄了人类第一张月球背面的照片。三年后的美国阿波罗8号任务,威廉·安德斯成为首位见到月球背面的人类。 

人类第一张月球背面的照片 

与月球正面遍布黑色月海的平静不同,月球的背面小地形丰富得多。由于常年在地月系统中面朝外部,月球背面要迎接很多小行星的撞击,这些撞击在月球表面留下无数陨石坑。 

月球背面看起来像我在孩提时玩过一段时间的沙堆,它们全都被翻起来,没有边界,只是一些碰撞痕和坑洞”,安德斯曾这样描述见到月球背面的第一眼。 

也因为这样,更多古老的岩石容易在月球背面裸露出来,对于月球背面的探索对于人类研究月球的化学成分和形成演化价值巨大。 

风险与收益并存。直到2019年1月3日,嫦娥四号经过26天的飞行,成功着陆在月球背面东经177.6°、南纬45.5°的艾特肯盆地冯·卡门撞击坑预选着陆区,人类文明第一次真实的触摸到这片神秘净土。 

选定这个地点降落的原因,是因为艾特肯盆地是太阳系中最古老的撞击盆地,甚至撞击已经击穿月壳,深度已经下探到月球地幔的裸露区域,对于要从岩石层中寻找月球年轮的探索工作,这是相当理想的区域。 

前面提到月球背面带来的地月通信问题。2018年5月,长征四号丙运载火箭在西昌卫星发射中心发射,火箭的“运载品”中有一颗会在未来服务于嫦娥四号地月间通讯的中继卫星。半年后,嫦娥四号顺利于预定位置着陆,嫦娥四号团队通过这颗预置的中继卫星向着陆后的嫦娥四号和藏于其内的玉兔二号传递指令,二器接到指令后开始分离。着陆两个小时后,玉兔二号月球车从嫦娥四号着陆器内走出,成为第一辆踏上月球背面的月球车,也留下了月球背面的第一行“人类脚印”,并在三年后与这只「玉兔」相遇。 

这颗中继卫星被取名「鹊桥」,是世界上首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星。两只「玉兔」此时成了牛郎和织女。 

玉兔二号的旅程

从位置上看,这只「玉兔」附近有一个大陨石坑和一个小陨石坑,它很可能是某一块陨石坠落时形成的附带品。由于月球没有大气层,陨石在冲向月球表面的过程中几乎是没有阻碍的全速砸向地面,这会导致陨石在经过撞击是被撞碎成小块。从传回来的画面上看,在同一地点附近有非常多类似的石块。 

也有另一种可能性是,由于陨石撞击月球时会造成月球表面被破坏的情况,这只「玉兔」也可能是因此被撞碎到坑外的一块月岩。 

这只「玉兔」本身的研究价值可能并不大,但能走到这只「玉兔」面前,玉兔二号已经远远超过了最初预期。 

嫦娥四号团队原本给玉兔二号设定的生命周期是90天,但到今天为止,玉兔二号已经在月面工作了超过1100天。 

左为月球正面,右为月球背面 

在第二月昼期间,玉兔二号就已经超过初代玉兔号月球车的行走距离,其携带的红外光谱仪、全景相机、中性原子探测仪、测月雷达等设备帮助中国航天科研团队捕获了大量科学探测数据。 

玉兔二号在前三个月昼内完成了对冯·卡门撞击坑底部的巡视探测。根据已获取的科学数据,嫦娥四号团队在第十五月昼后向外界展示了最新的相关研究成果,首次揭示了月球背面着陆区域地下40米深度内的地质分层结构,并阐述了其作用与演化机制。 

除此之外,利用玉兔二号携带的中性原子探测仪对月表环境能量中性原子的探测数据,嫦娥四号团队得到了能量中性粒子在月球表面通量能谱,这证实了能量中性粒子的能量与入射太阳风的速度有很强的相关性。 

玉兔二号也带来了一些对于普通人来说相对“友好”的进展,比如月球背面最低温度最低达到-196摄氏度,以及月岩中富含我们熟悉的橄榄绿,特别是后者,这对于人类研究月球早期形成的历史有着重要意义。 

通过红外光谱仪,研究人员在月球背面的月幔层中找到了富含橄榄绿和辉石的证据。此前学界对于月球早期形成的过程假设是,月球在经历岩浆爆发后,斜长石组分上浮形成月壳,橄榄石、辉石等较重的矿物下沉形成月幔,此次的发现将为这一理论提供扎实的实证支撑。 

嫦娥四号&玉兔二号 

在刚过去的1月11日,正是嫦娥四号着陆器与玉兔二号分离后完成两器互拍、任务取得圆满成功的三周年纪念日。就在几天前, 玉兔二号月球车的行驶里程已经突破1000米。它寄托着人类对月球的虔诚和向往走到这里,在未来也会继续走下去。 

按照计划,等到下一个月昼,玉兔二号将再前进十米,真的凑到那只「玉兔」面前,对它以及其身后的大型撞击坑进行近距离的探测和感知。到那时候,又会有什么新故事呢? 

*参考资料:

《划重点:月球背面概况及探测意义》

《玉兔二号驾驶日记丨艰难爬坡!玉兔迎来月背最大坡度》

《惊喜!玉兔二号发现神似玉兔石块》

《玉兔二号解密月球“神秘小屋”》

 

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