来自 科技专栏 2019-12-02 02:17 的文章
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阿Polo11号登月秘密:大家对月亮的心得仍残破 - Apollo,登月,月亮 - IT之家

欧洲航天局11月11日在伦敦举行新闻发布会说,欧洲首个月球探测器"SMART-1"号将于格林尼治时间15日晚进入月球"大门",也就是太空中月球引力作用大于地球引力作用的边界位置。欧航局首席科学家贝尔纳·富万在发布会上说,15日晚"SMART-1"号将点燃发动机,向近月轨道进发。到2005年1月,该探测器还会进一步接近月球,进入最终围绕月球飞行的轨道。他说,"欧洲的第一个月球探测计划终于接近月球和地球的边界了。"他介绍说,一旦进入最终绕月飞行轨道,"SMART-1"号将开始一系列科学研究。其中最重要的任务是对月球的"光明顶"进行考察。该山顶由于常年受到太阳光照射,因此温度不像月球其他地方那样过于炎热或寒冷,是建立永久月球基地的理想场所。负责设计该探测器X射线分光计的英国科学家马奴尔·格兰德在发布会上说,"光明顶"地区能够为宇航员提供足够的太阳能,周围的陨石坑里可能还有大量可以利用的水。格兰德介绍说,"SMART-1"号的X射线分光计还将对月球地壳的构成进行探测,这将有助于探明月球的起源。"SMART-1"号于2003年9月搭乘"阿丽亚娜-5"型火箭升空,是欧航局名为"高技术研究小型探测任务"等一系列低成本项目中实施的第一个。

“春江潮水连海平,海上明月共潮生。滟滟随波千万里,何处春江无月明!”唐代诗人张若虚在江潮观月写下传世名篇《春江花月夜》时,或许做梦也没想到,后世之辈不仅能观月赏月,还能让“嫦娥”探月登月。

在1976年之后,美苏登月竞赛告一段落,人类“探月引擎”一度熄火。

在1990-2010,这20年的人类探月进程中,中国的“嫦娥探月工程”强势崛起,令国人信心倍增的同时,也令世界为之侧目。然而,“嫦娥”一次次成功“奔月”,也常常会让我们忽略一点,“探月”舞台上的选手,不单单只有中国。

在这第二轮探月大潮中,日本、美国、欧洲宇航局、印度等等这些新时期的“弄潮好手”,各自又都表现得如何呢?功过是非自有评判,我们且慢慢回溯诸方探月强国各自的历史“高光时刻”。

2003年的欧洲:“我们对月球的认知仍不完整”

在2003年之前,先后已有五艘阿波罗载人飞船和三艘苏联无人飞船登陆月球,采集并带回了一些月球岩石样本,对于当时的人类来说,月球仍有许多未解之谜。

月球是如何形成的?没人晓得。而月球的另一面,那个从未正对过地球的地方,以及月球的极地区域,对我们来说,仍是一片未被探索过的地方。

除此之外,虽然在上世纪90年代的时候,美国的两个月球轨道探测器曾发现过一些比较间接的证据,但对于“月球上是否存在着水”的这个问题,还是无人能答。

“这可能会令人非常惊讶,但我们对月球的认知仍是非常不完整的,我们仍想知道地球-月球系统是如何形成和演化成如今的模样,我们仍想知道诸如火山运动、地质构造、陨石坑形成以及太空风化侵蚀等地质变化过程,对月球塑形的影响。”

“还有一点,为了给未来更进一步的月球、星际探索项目做准备,我们还需要寻找适合开采的资源和合适的着陆点。”

2003年,在欧洲航天局(European Space Agency)负责SMART-1计划的月球研究专家伯纳德·佛英这样说道。

正是在这样的背景下,继前苏联、美国和日本之后,欧洲航天局于2003年在法属圭亚那的欧洲航天局发射中心,借助阿丽亚娜5型运载火箭,成功发射了其首颗月球探测器SMART-1。

SMART-1是欧洲航天局“尖端技术研究小型任务”(Small Missions for Advanced Research in Technology)系列计划中的第一项研究项目。欧洲航天局用“SMART”为探测器命名,主要是因为该探测器执行的任务虽很小,但使用的却全部都是当时最为尖端的技术。

在能源利用方面,SMART-1使用氙气燃料,幷采用太阳能离子发动机为其提供推进动力,太阳能离子发动机利用探测器自身太阳能帆板将太阳能转化为电能,再通过电能电离惰性气体原子,从尾部喷射出高速氙离子流,从而为探测器提供动力,因此从外表看上去,SMART-1喷出的是鬼火般的蓝色光。

得益于离子推进发动机的使用,SMART-1从离开地球到最终到达观测轨道,一共只消耗了75公斤的惰性气体燃料氙,其燃料利用的效率比传统化学燃料发动机高10倍。

然而,这种动力装置也存在着一个很显着的缺点,那就是它所产生的推力很小,仅仅相当于托起一张明信片,因此它只能为SMART-1提供0.2毫米/平方秒的超慢加速度。

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