机器人探测器“月球狙击手”(Moon Sniper)使日本成为第五个将宇宙飞船安全送上月球表面的国家,但它的旅程并不像预期的那样顺利。
据日本宇宙航空研究开发机构(Japan Aerospace Exploration Agency)称,尽管该任务——官方名称为“智能探月着陆器”(SLIM)——上周到达了目的地,但在下降过程中出现了“异常”现象,导致着陆器的太阳能电池板朝向错误的方向着陆,迫使其在有限的电池电量下运行。
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现在,由于“月球狙击手”的电池已经关闭,以维持航天器的功能,JAXA的官员们正处于观望状态,希望太阳角度的变化能恢复飞行器的电力,并允许任务继续进行。如果着陆器再次启动,它可能会完成收集甘露海地区前所未有的信息的目标。
飞船降落在?a陨石坑附近,这个陨石坑名叫Shioli,是一个日本女性的名字,发音为“she-oh-lee”,位于宁静海以南约200英里(322公里)处,阿波罗11号在月球赤道附近首次将人类降落在月球上。
它的直径约为880英尺(268米),是一个小陨石坑,但它靠近一个直径超过60英里(97公里)的大得多的陨石坑,名为忒奥菲勒斯。这一细节使得探索变得特别有趣。
安大略省西部大学(Western University)行星地质学教授戈登·奥辛斯基(Gordon Osinski)博士说:“大约一个月前我读到这篇文章时,看到他们选择了这个地点,我感到非常兴奋。”奥辛斯基也是即将到来的阿尔忒弥斯III号月球任务地质小组的一员。
奥辛斯基补充说:“陨石坑的一个伟大之处在于,它们从深处挖掘出岩石,基本上为我们提供了一个了解行星表面下的窗口。”他指出,Shioli站在附近较大的陨石坑喷出的地面上,这个陨石坑可能来自超过1英里(1.6公里)的深度,这给了研究人员一个不需要钻探就能研究月球岩石的机会。
奥辛斯基说:“我认为他们选择这个特殊的陨石坑是因为已经发现了矿物橄榄石——每当你提到橄榄石,人们的眼睛就会亮起来,因为我们认为它可能来自月球的地幔,而我们以前从未在现场取样过。”
1)宁静海2)阿波罗11号着陆点3)SLIM任务瞄准的Shioli陨石坑4)月船3号月球着陆点(CNN/Getty Images/ISRO/lROC)
去年11月,美国宇航局公布了月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)拍摄的Shioli照片。月球勘测轨道飞行器目前正在绕月运行,并对其进行测绘,以帮助未来的任务。在这张黑白照片中,陨石坑看起来像一个光点。
伦敦自然历史博物馆行星材料组的行星科学教授、高级研究负责人萨拉·拉塞尔(Sara Russell)说:“月球不像地球那样有大气层,所以它没有受到保护,而且它经常受到微陨石和辐射的轰击,这会破坏表层。”
陨石坑颜色较浅,因为辐射和微陨石还没有足够的时间使其变暗:“当陨石坑发生时,它会抛出被掩埋的物质,这些物质可能更原始,因为它没有经历过这种破坏,我们称之为太空风化。它为我们提供了新的岩石来研究它,并有可能更多地了解月球,”她说。
罗素补充说,研究这些稀有岩石样本的机会使月球成为一个辉煌的地质实验室。
“月球经历过的一切,地球也经历过。观察陨石坑也可以告诉我们一些关于地球自身历史的事情,因为那里的岩石形成没有任何我们在地球上拥有的复杂因素,比如水、生命和风。”“这是一次美丽的空中实验。”
在登陆陨石坑后,飞船拍摄了257张周围环境的低分辨率图像,任务小组后来给照片中的一些岩石起了绰号。如果着陆器设法恢复动力,将拍摄更多图像。
选择Shioli附近作为日本SLIM任务着陆点的另一个原因是,它的小尺寸是着陆器精确着陆的理想训练场地,这使得它能够瞄准328英尺(100米)宽的区域进行着陆。名副其实,“月球狙击手”实际上在距离目标仅180英尺(55米)的地方着陆,JAXA认为这是一项“重大成就”。
英国曼彻斯特大学(University of Manchester)地球化学和宇宙化学研究员约翰·佩内特-费舍尔(John Pernet-Fisher)博士在着陆前接受采访时说,“他们真的是在用这项技术展示他们可以在非常小的着陆圈内着陆,这将是在不同行星上着陆能力的一大进步。”
传统上,月球任务的目标是几公里宽的着陆区域:“但这限制了你可以着陆的地方,因为你必须确保在整个着陆区域内的每个点都是安全的,”他补充说。“如果你想在更具挑战性或崎岖的地形上着陆,这会让事情变得更加困难,所以这真的可以打开一扇门,让我们能够在地形更多变的地区着陆,因此可能会告诉我们一些关于月球及其形成的不同之处。”
月球狙击手的着陆点离1972年阿波罗16号着陆的地点不远。根据月球与行星研究所的数据,那次任务的机组人员收集了731个单独的岩石和土壤样本,总质量为95.7公斤(210磅)。这是NASA在整个计划中从月球带回的382公斤(842磅)的相当大的一部分。
Pernet-Fisher说:“如果你仔细想想,我们正试图根据地理上很小区域的岩石集合来解释整个身体的地质历史。”“因此,对我们来说,从不同的地理位置收集尽可能多的数据非常重要。尽管这仍然相对接近阿波罗任务的一些任务,但我们将收集的数据真的很重要。”
Shioli附近最大的月球特征是花蜜海,一个直径210英里(339公里)的盆地,是月球近侧最古老的盆地之一,月球总是面向地球。用双筒望远镜或小型望远镜可以看到月球平原,它是在大约39亿年前月球表面形成时形成的。
甘露之海比它的邻居宁静之海要小得多,宁静之海直径超过540英里(875公里),同样光滑平坦。
西部大学的奥辛斯基说:“阿波罗11号选择静静区着陆,不是出于任何科学原因,而是因为它是月球上最平坦、最光滑的部分之一,因此被认为是最安全的。”
“这也适用于大多数机器人任务,”他补充说。“我是加拿大首个月球车的首席研究员,我们现在正在寻找着陆点。我们正被推向平坦的地区,远离陨石坑或巨石,这在科学上听起来可能不那么有趣。”
科学家之所以称这些盆地为“海”(拉丁语原文为“maria”),是因为第一次抬头看月亮的古代天文学家认为它们充满了水,因为月亮的色调较深。
“在阿波罗任务之后,我们带回了样本,并了解到它们本质上是巨大的熔岩飞机,”奥辛斯基说。“这不是一个巨大的火山,熔岩喷涌而出,而是裂缝喷发,所以熔岩只是从裂缝中冒出来。我们可以把它们想象成熔岩海。”
当研究即将着陆的月球的另一个区域时,水确实会起作用,包括美国宇航局的第一个载人阿尔忒弥斯任务,预计最早将于2026年进行:“南极地区,”奥辛斯基说,“这是一个地质上有趣的地区,也富含我们所说的挥发物——想想水冰,还有冰冻的二氧化碳或氨。”
奥辛斯基说,如果人类能在月球南极地区找到一个良好的、规模可观的水冰来源,并有可能提取出来,这可能会改变月球探索的游戏规则。
“我们有水供宇航员饮用,我们可以提取氧气,它可以被分解成火箭燃料的氢。这也降低了成本,因为从地球发射水是最昂贵的东西之一,因为它很重。”
“如果我们想建立月球基地,我们都希望这样做,我们就必须找到月球上使用的水源。”