2009年3月，嫦娥一号卫星在太空中受控精确撞击月球，结束了它的使命。2010年10月1日发射的嫦娥二号圆满完成各项探测任务后，已经远离地球6500万公里，成为围绕太阳运行的人造小天体。2013年12月2日，嫦娥再次奔月，这一次，它以“软着陆”的方式，平稳降落地在月球上。从“撞月”到“落月”，虹湾这个地理名词随着嫦娥三号任务的推进成了人们熟知的地理名词。 月球上的“彩虹之湾” 虹湾的名称源于拉丁语，意为“彩虹之湾”。大约39亿年前，陨石撞击月球形成了一个直径达260公里的大坑，熔岩从地下涌出，淹没了陨石坑的大部分区域，只在西面和北面余下一个壮丽的弯形坑壁，犹如彩虹，故称虹湾。 17世纪初，望远镜发明不久，用望远镜观测月球，发现月球正面分布有众多大小不等黑色斑块，以为是辽阔的海洋。其实虹湾是黑色的玄武岩熔岩填平的直径达260公里的辽阔的平原，没有一滴水。 “实际上，像这样的海湾在月球上有很多，而最初嫦娥三号落月的预选地点有六个。”探月工程领导小组高级顾问欧阳自远告诉记者。科研人员将虹湾地区与预先优选的其他五个着陆区进行综合比较、评比，以综合得分最高者当选。 地形平坦，轨控可靠，通讯通畅，太阳能源充足，科学问题比较集中而且其他国家没有在这个区域着陆等因素都被列入打分范畴，最终根据综合评分结果，虹湾胜出成为首选的着陆地。 虹湾缘何受“青睐” 此次落月为何选定虹湾，这是因为，嫦娥三号首先需要落在月球正面通讯畅通的位置。月球以固定的半个球面朝向地球，这个面称为月球正面。地球上的人只能看到月球正面，月球的背面无法直接观测，也不能直接进行测控与通信联络。因此着陆点的选择就必须在月球正面，这样可以保证观测和信号通畅。而虹湾就地处于月球正面。 据欧阳自远介绍，本次任务的一大亮点是嫦娥三号将“巡天、观地、测月”，即对天、地、月同步进行观测与探测。其中的“观地”，就是指在月球上观测地球，如果嫦娥落在月球背面，这一使命也就根本无法完成。 而且，我们知道，月球的一个白天或一个晚上，差不多相当于地球14天。也就是说，在月球上，一个白天可以连续看地球自转14圈。通过月基观测地球的等离子体层、密度、结构的变化，就可以分析出地球空间环境的变化，而这是卫星很难做到的。因此，要抓住这个难得的机会“观地”，嫦娥三号也必须落在月球正面。 由于月球表面是真空的，没有任何污染，而且可以长时间观测，无论是巡天还是观地，本次任务都是非常值得期待。 虹湾位于月球北纬43度左右、西经31度左右，嫦娥三号月昼时着陆在这里，太阳能的密度比较合适，太阳的高度角有利于成像，既能保证能源充足，又能使某些科学探测数据的质量提高。 4年前，嫦娥一号以受控撞月硬着陆的形式结束了它的使命，为我国探月工程一期画上圆满的句号。“很悲壮但也很值得”是欧阳自远院士对这一结局的评价。如今，嫦娥再访月球，要实现软着陆，工程上最大的难题是月球上没有大气，嫦娥三号着陆时无法使用降落伞，因此，要保证安全，就必须考虑落月地点的地形地貌。 早在嫦娥二号任务时，为了保障嫦娥三号“落”得安全，不至于降落到较大的月坑里或悬崖断壁旁，已经用CCD立体相机对虹湾进行了1米分辨率立体成像。据影像图显示，虹湾区域由玄武岩质的月壤覆盖，分布有不同大小的环形撞击坑和小石块，其中最大的环形坑直径约2公里，整个地区表面虽非一马平川，但相对比较平坦，非常适合嫦娥三号着陆。 目前世界上已经进行了百余次月球探测，但对虹湾地区的研究还是空白。嫦娥三号探测器落月后，着陆器进行就位探测，玉兔号月球车将开展巡视探测，这也是人类首次对月球进行就位和巡视联合探测。 蕴含丰富“宝藏” 虹湾地区南北约100公里，东西约300公里，地质构造复杂，有典型性，具有很高的科学探测价值。 首先，嫦娥三号落月后，通过月球车上的红外光谱仪和粒子激发X射线谱仪，能够探测出虹湾地区的月壤层和玄武岩有哪些化学成分和矿物成分，这些成分与人类已经探测过的地方有何不同。 第二，虹湾地区有大约20米厚的月壤，这些月壤已经裸露在月表长达32亿年，蕴含着丰富的资源。通过玉兔号月球车上的雷达进行巡视探测，可以知道虹湾地区的土壤层结构。 第三，虹湾地区曾被陨石撞击，在月表下约100米深的次表层结构也可以通过测月雷达探明。 “探测出土壤层结构和次表层结构，我们就可以对虹湾地区的起源、变化得到新的认识，这对研究月球的演化历史而言，将是重要的科学资料。”欧阳自远高兴地说。 “很可惜，这次我们不能采样回来，否则我们就可以做出虹湾地区的年龄来。”欧阳自远笑着说，“这就要看嫦娥五号的啦！” 据专家介绍，在虹湾地区，我们可以探测到月球31亿年到40亿年的历史活动，这一时间段的月球历史，国外的航天科技工作者和科学家们曾经进行过探测。那么，我们现在对虹湾地区进行探测，就可以与国外科学家在其他地区的探测结果进行对比，从而对月球31亿年到40亿年的历史有更丰富的认知。(胡群芳 孙喆) |
