為什么月船3號降落在月球南極附近？為什么其他人也想去那里？

2025-12-07 16:04:57 分類：知識 閱讀(9)

1996年美國宇航局的克萊門蒂號飛船拍攝的月球南極圖像。(圖片來源:uux.cn/美國宇航局/JPL/美國地質調查局)
（神秘的號降地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：周三(8月23日)，印度的落月Chandrayaan-3任務成功降落在月球南極附近。印度空間研究組織(IRSO)的球南任務創造了歷史，不僅因為它見證了印度成為繼蘇聯、極附近美國和中國之后第四個成功登陸月球的人也國家，還因為它宣布印度是想去第一個登陸月球南極的國家。
著陸器的那里到達在ISRO的推特賬戶上被標記為來自月球表面的月船3號的文字:“我到達了我的目的地，你也是月船！'
但是號降，IRSO的落月任務，已經部署了一個機器人漫游車開始探索月球南極，球南并不是極附近唯一的目標。
大約在2025年，人也作為Artemis 3任務的想去一部分，美國宇航局計劃讓人類50年來首次踏上月球。這一旅程也將包括第一位女性和有色人種。但即使在此之前，美國航天局的揮發物調查極地探索漫游車(VIPER)預計將在2024年進行為期100天的任務，探索南極。
中國，隨著其蓬勃發展的航天工業，不會被排除在這次月球南極行動之外。該國航天局計劃在2026年發射嫦娥7號和一輛新的月球車。
那么，為什么對月球南極的興趣越來越濃呢？諷刺的是，這主要是因為一些很酷的東西。
科學家們之所以對月球南極作為著陸點感興趣，主要是因為他們知道該地區以冰的形式存在水。當然，正如我們所知，水對生命來說是必不可少的，但它還有其他用途。例如，它可以作為設備的冷卻劑，甚至提供火箭燃料。后者可能對將來某一天從月球發射到火星的任務特別有用。
這意味著，隨著太空機構開始考慮太空的可持續性以及載人太空任務的下一個時代，在月球上就地收集水用于飲用、冷卻機器，甚至分解成氫氣和氧氣以提供可呼吸的空氣或燃料的能力具有巨大的價值。
此外，月球上的水具有純粹的科學價值。它可以用來記錄月球上的地質活動，如月球火山，甚至可以充當小行星撞擊跟蹤器。
雖然在月球表面已經探測到了水，但大多數水冰信號來自兩極。

LRO號在月球南極拍攝的月球表面照片(圖片來源:uux.cn/美國宇航局戈達德太空飛行中心/科學可視化工作室)
在月球南極，只有高聳的山峰被太陽照亮。這是因為由于月亮的傾斜，太陽總是位于地平線周圍。更多的低洼地區被永久籠罩在陰影中，字面上稱為永久陰影區(PSR)。
PSRs中的溫度可降至零下418華氏度(-250攝氏度)，這是如此寒冷，比冥王星還冷——但這意味著它也是保持水冰的理想地點。
任何進入PSR地區的水分子都會立即凍結。它們被困住也是因為天氣太冷，它們無法蒸發。這些水分隨后落到地表，與月球土壤混合在一起。這個過程導致了月球南極大面積水土的增長。

2009年10月9日，美國宇航局LCROSS任務的藝術家插圖，該任務將兩個探測器撞向月球，并揚起月球灰塵。(圖片來源:uux.cn/NASA)
2008年，ISRO的“月船1號”飛船攜帶美國宇航局提供的名為“月球礦物測繪儀”( M3)的科學儀器進入月球軌道，這是首次探測月球水的一部分。這確定了月球南極環形山內水冰的存在。
次年，在2009年，美國宇航局的月球勘測軌道飛行器(LRO)有目的地用月球隕石坑觀測和傳感衛星(LCROSS)在月球南極撞上了一個黑暗的隕石坑。這產生了LCROSS噴射穿過的碎片羽流，使其能夠探測到隱藏在黑暗中的水冰。
然而，有一個小問題，羥基(OH)分子被混淆為水分子(H2O)。這種擔心在2020年得到緩解，當時美國宇航局平流層紅外天文望遠鏡(SOFIA)的數據證實了首次在月球南極明確探測到水。
基于SOFIA的數據，科學家們估計月球南極每一立方米(剛剛超過35立方英尺)的月球土壤中可能有多達12盎司的水。
根據行星協會的說法，當考慮月船1號和LRO的數據時，月球的兩個極點擁有超過6億噸的水冰。這足以填滿大約240，000個奧林匹克規格的游泳池。
專家說，這只是一個低端估計。
因此，在月球南極周圍有如此難以置信的寶貴資源，難怪在ISRO的月船3號任務本周軟著陸之前，太空機構還沒有蜂擁而至，在那里進行一些太空探測。
事實證明，這是有充分理由的。
為什么我們以前沒有在月球極點著陸過？
在月球南極附近著陸并不容易，部分原因與最初讓著陸變得如此令人向往有關。月球南極的陰影有助于保存水冰，這意味著在那里軟著陸很棘手。
大多數月球車依靠相機來引導它們最終接近月球表面，確保避開障礙物和危險，如巨石或隕石坑。
即使在月球上光線充足的地區著陸也是有風險的。一個足以掀翻航天器的巨石和一個著陸器之間的偶然相遇將會導致任務的災難性后果。
因此，在陰暗的月球南極，風險大大增加。
例如，月球南極缺乏像月球赤道那樣的大面積平坦地形，這一事實也放大了這種風險。眾所周知，月球兩極的地形坑坑洼洼，更有可能是斜坡和巖石。

印度的Chandrayaan-3號宇宙飛船在降落到月球南極時拍攝的一系列月球表面圖像。(圖片鳴謝:uux.cn/ISRO)
而且，月球的南極從地球上甚至看不到。
這意味著科學家們對它的了解完全來自像LRO號這樣繞月球運行的航天器，這些航天器收集了關于該地區及其地形的精確信息。
任何試圖在南極著陸的月球飛船都必須能夠承受那里令人難以置信的低溫。此外，缺乏陽光造成的這些溫度也帶來了另一個問題:一輛月球車誤入月球南極的許多PSR之一，將與太陽失去聯系，這意味著它不能依靠太陽能運行，而必須有一個核動力源。
似乎所有這些還不夠，PSR還在地球的視線之外，這意味著在陰影區域向任務控制中心傳遞信息至少是一個挑戰。
未來的任務將把月球南極地形的測繪提高到一個全新的水平，特別是毒蛇任務，尋找可以被Artemis計劃的船員開采和利用的資源。
此外，環繞月球的軌道飛行器正在探索地球危險的極地區域，尋找合適的著陸區，以限制(如果不能完全消除的話)著陸的風險，同時避免任務失敗的威脅。
此外，為了描述這些風險，至少有一個航天國家最近非常清楚地意識到月球南極可能發生的動蕩。
就在月船3號著陸的前幾天，俄羅斯計劃在8月10日發射的月球25號47年后，光榮地重返月球表面。但在8月19日，Roscosmos通過其電報反饋宣布，它已經失去了與該任務的聯系。
Luna-25宇宙飛船在著陸準備期間撞上了月球表面。
如果成功的話，Luna-25將會在月球南極的土壤中搜尋水冰。“這非常令人失望，”開放大學的行星科學家西蒙·巴伯告訴《自然》。
“這凸顯了登月并不容易。”