NASA
經過一次前所未有的太空飛行,中國的嫦娥四號已經在此前航天器從未踏足的一片地方著陸:月球遠面。
“這是國際月球科學探索的歷史性一步,它打開了‘未知的月球’,在月球遠面首次進行地表探索”,布朗大學(Brown University)行星科學家詹姆斯·黑德(James Head)說。
如果成功,該任務可以回答關於地球唯一的自然衛星的基本問題。比如,關於月球的形成和早期的演化仍然謎團重重,這一問題反過來又為整個太陽系的歷史提供了線索。
此外,該任務將從月球遠面進行首次射電天文實驗,並進行第一次勘察,看植物是否可以在月球上生長——這是邁向人類在地球以外執行長期任務的關鍵一步。
月球有兩面
如果你在一個月內觀月,那麼“月中人”永遠不會真正消失。儘管月球有不同階段,但他總是在那裡,在他那天國的高處密切關注著你。那是因為月球與地球是潮汐鎖定的。它每次環繞我們的星球時都會自轉一次,從而始終保持同一個半球面對地球。
天文學家將我們總是從地球上看到的那一面稱為“近面”,而我們永遠看不到的那一面稱為“遠面”。
它並非真的是“暗面”
雖然遠面從地球上永遠都看不到,但它仍會被太陽照亮,並且和近面有著相同的月相。月球上沒有永久的“暗面”,儘管在通俗文化中它被如此描述,以指代月球不為人知的一面。
一場從未到來的洪流
1959年,當蘇聯的月亮3號(Luna 3)太空船發回第一批月球遠面的照片時,它揭示了一個和我們所看到的大不相同的世界。
之所以能在近面看出“月中人”的面孔,是因為它存在黑暗區域,在淺色月球土壤襯托下顯得很醒目。這些黑暗區域形成於遠古小行星撞擊月球表面,釋放出熔岩,使其表面變得陰暗平滑,抹去了以往衝擊的痕跡。
但當遠古小行星撞擊月球遠面時,卻沒有熔岩洪流。其影響只是給表面留下了隕石坑的痕跡。這使得遠面比近面更亮、更蒼老、隕石坑痕跡更重。
一些天文學家懷疑出現這樣的鮮明對比,是因為近面的地殼比遠面薄得多。這使得岩漿更易出現在近面,普渡大學(Purdue University)行星科學家布萊歐妮·霍根(Briony Hogan)解釋道。但為何一個半球和另一個的地殼厚度差異如此之大仍是個未解之謎。霍根希望嫦娥四號能提供一個解題的線索。
一片總是在視野之外的寶藏
太陽系的早期十分動盪。小行星或彗星等大的物體撞擊了巖質行星,留下了隕石坑,有的直徑超過600英里。
但這段混亂歷史的大部分證據都消失了,被時間抹去。在地球和其它巖質星球上,這些隕石坑被火山在數十億年間裡沖刷掉了。
月球遠面則保留了其年輕的原始記錄,特別是古老物體撞擊其表面的次數。
“太陽系初期的歷史就鎖在遠面的岩石中”,霍根說。
著陸遠面,重觀宇宙
地球很吵。任何無線電天線都能呈現奇怪噪音的混響:發射自手機、電視臺、輸電線、電絲網、遠處的閃電、GPS衛星、汽車、Wi-Fi,當然還有無線電。但月球遠面卻全然不受這些雜音的影響,因而創造了研究無線電宇宙的理想地點。
正因為如此,天文學家們長期以來都夢想著在月球遠面建造一個無線電天文望遠鏡。
“我們用無線電波長探測所有事物,從近鄰的黑洞到遙遠的星系,所以在遠面建一個無線電天文臺將是天文學的一大喜訊”,霍根說。“嫦娥四號行動將是驗證該理論的首次行動,也將讓我們看到月球遠面的無線電觀測比地球上的觀測要好得多。”
如能按預期運轉,那麼未來的月球天文臺將促進凝結到第一代恆星當中的原始氫氣雲這類現象的研究。
“我們將能聽到宇宙大爆炸的遙遠回聲,看到最初一代恆星形成之前宇宙的狀態”,荷蘭奈梅亨大學(Radboud University Nijmegen)電波天文學家海諾·法爾克(Heino Falcke)說。
這樣的訊號可以使天文學家們探測宇宙的早期發展過程。法爾克提到了大爆炸僅37萬年後的宇宙的著名熱圖——又稱宇宙微波背景,“這是一幅嬰兒照片”,他說,但從月球遠面也許有可能“看一場年輕的宇宙從嬰兒到青春期的演化電影”。
看看月球遠面能長些什麼
嫦娥四號還攜帶著一個機載實驗,以測試植物在月球上長勢如何——特別是馬鈴薯和會開小花的擬南芥,該實驗將推進中國的載人航天目標。這是迷你溫室首次登陸太陽系另一行星。
蓋恩斯維爾的佛羅里達大學園藝學家安娜-麗莎·保羅(Anna-Lisa Paul)說,這個微型實驗“為人類返回月球進行長期駐留而非短暫訪問做了進一步的準備”。