3月1日,“嫦娥一號”衛星成功“受控撞月”。為將來實現軟著陸積累了寶貴經驗。撞月的科技含量有多高?美國PhysOrg網站發表題為“撞月”的文章,分析了美國等國衛星撞月的科學意義。文章摘要如下。
1959年,一個飛船跌出星空,撞向“安寧海”(the Sea of Serenity)附近的表麵。這個飛船摔成了碎片,但它成功完成了任務。這個從蘇聯發射的“月球2號”成為首個在月球上“著陸”的人造物體。
這聽起來可能令人難以置信,但“月球2號”開創了一個趨勢:撞月,有意為之。有幾十個飛船這樣做了。
美國航天局(NASA)的首批飛船是“徘徊者”號係列,是在上個世紀60年代初建造和發射的。這些汽車大小的飛船5次衝向月球,攜帶的照相機一路“哢嚓”。它們先是抓拍到環形山的詳細外貌,然後是岩石和土壤,再後來是一片空白。月球表麵的數據傳回地球,成為後來“阿波羅”號成功完成任務的關鍵所在。
然而,即使在NASA掌握了“軟著陸”的技術之後,撞月行動仍在繼續。在60年代末70年代初,任務控製員例行公事般地指揮大型“土星”火箭助推器撞擊月球,震動月球表麵,讓“阿波羅”號進行測量。他們發現,撞擊比繞軌道運行容易得多。月球不均衡的引力場以奇怪的方式拖著衛星,如果不經常更改路線,人造衛星往往會撞向月球表麵。因此,月球變成舊式飛船的墓地:美國所有5個“漫遊者”號(1966年至 1972年)、蘇聯4個“月球”號(1959年至1965年)、美國兩個“阿波羅”號月球衛星(19 70年至1 971年)、日本的“飛天”號(1 9 9 3年)和NASA的“月球勘探者”(1999年)都最終“葬身”於它們自己製造的凹坑裏。
所有這些經曆遲早會派上用場。
NASA的研究人員製訂了一個大膽的計劃,也就是在月球上找到水源。他們將通過撞擊月球表麵的方式實現這一點。NASA計劃在2009年發射“月球隕坑觀測和探測衛星”(LCROSS)以及“月球勘測軌道飛行器”(LRO)。
NASA的相關研究小組的負責人托尼·科拉普雷特在解釋這個任務時說:“我們認為月球上一些永久處於背麵的環形山裏有冰,因此我們將要撞擊其中一個環形山,激起碎石,分析衝擊波,以尋找水的痕跡。”
這一實驗可能再重要不過了。
NASA正重返月球。當探索者抵達那裏時,他們將需要水。水可以分解成火箭燃料所需要的氫和呼吸用的氧氣。水可以與月球塵埃混合,從而產生建築材料水泥。水是優異的防輻射物質,當你口渴時,你可以喝它。一個選擇方案是把水直接從地球運上去,但代價太大了。一個更好的建議將是直接從月表土壤裏提取水。
但月球上有水嗎?這正是LCROSS要執行的任務。
LCROSS將與LRO使用同一個火箭助推器。LRO是較大的飛船,執行自己的偵察任務。在發射升空之後,這兩個飛船將分離,各自前往月球。LRO繞軌道運行,而LCROSS將撞擊月球。
科拉普雷特說,實際上“我們將撞擊兩次”。LCROSS是個雙機飛船:一個小型的智能運載飛船和一個沒那麽智能的大型火箭助推器。運載飛船叫“領頭船”,因為它引領著助推器前往月球。它們一起飛往月球,但各自撞擊。
兩次撞擊
助推器先撞。研究人員預計,撞擊力將產生一個20米寬的大坑,揚起高達40公裏的塵埃。
緊接著,“領頭船”將拍下撞擊照片,然後飛過塵埃。船上的光譜儀可以進行分析,尋找水、鹽、泥土、含水礦物質以及混合有機分子等的痕跡。“如果那裏有水,或者有其他有趣的東西,我們會發現的,”科拉普雷特說。
然後,“領頭船”開始它自己的深度撞擊。像舊式的“徘徊者”號一樣,它將朝月球表麵俯衝下去,照相機一路跟拍。在照片傳回地球之後,任務控製員將看到助推器造成的大坑———令人興奮的衝撞。
一直到最後,“領頭船”的光譜儀將繼續找水。科拉普雷特說:“我們將能夠監督到從一開始到撞擊前10秒的數據。我們應該擁有足夠的控製力,使其在助推器撞擊地100米範圍內著陸。”
“領頭船”比助推器輕三分之一,因此它的撞擊力將相對較小。不過,“領頭船”將製造自己的凹坑和氣流,與助推器造成的氣流融為一體。天文學家們希望,從地球上將能夠看到融合的氣流,從而使人們在“領頭船”撞毀之後還能繼續進行觀察。
許多讀者會記得1999年“月球勘探者”的撞月行動。任務控製員們指揮這艘飛船撞擊月球南極附近的舒梅克(Shoem aker)環形山,希望能夠提取到水———就像LCROSS一樣。但沒有找到水。