问大家一个问题啊,为什么世界上能探测月球的国家,都准备把基地建设在月球南极,而不是北极呢?今天就给大家分析一下。顺便说说印度的探月计划,印度居然要赶在中国和美国前面降落到月球南极,能成功吗?我是东城观星,再聊聊月球探测的话题。
一、月球南北两极的优势
其实不管是月球南极还是北极,以前都不是最佳着陆地点。早期的着陆探测,不管是载人探测还是月球车探测,都会选择月球赤道附近,不仅着陆难度小,而且地势平坦适合大范围巡视探测。相对来说,月球两极着陆本身就比赤道附近难度大,再加上地势坑洼,很难着陆成功。单田芳先生形容麻子脸往往说大麻子套小麻子,小麻子套麻子仔,苍蝇都不敢落上去,怕深一脚、浅一脚,崴了脚脖子。月球的南北极就是这样一个状态,探测器降落下去,一个弄不好就会翻车,任务失败。所以前期探测都没有选择两极着陆。
但是,没有探测过的地方,探测价值更高。不管是在月球上,还是在地球上,没人去过的地方,神秘感更强,更值得探测。去别人探测过的地方,反而原创性成果偏少。所以中国三次着陆都选择了美苏没有去过的地方,尤其是月球背面,得到了大量的原创性成果。
当然,南极和北极不仅仅是大家都没去过,还有非常独特的优势。因为太阳光直射月球赤道附近,随着月球自转,赤道附近的每一个月球坑内部都能得到阳光的照射。但是月球的两极不一样,阳光始终是斜照在大地上,不管月球怎样自转,始终有一些月球坑内部是常年照不到阳光的,这些地方被称为永久阴影区。因为月球几乎没有空气,没有阳光照射的地方,气温极低,那些永久阴影区,长期处于零下二百多摄氏度。因为温度极低,永久阴影区很可能存在一些冰,这些冰将来可以给航天员提供饮用水。目前已经找到了月球南极存在水的线索了。
从地球上往月球运一瓶水,平均成本往往在百万美元以上,要想建设一个长期运行的月球基地,能在月球上找到水才是长远之计。而最有可能找到水的区域就在南极和北极的永久阴影区。虽然降落难度大,但是挨着水源好生活,一劳永逸。
更有意思的是,跟地球上的南北极一样,月球的南北极也存在极昼和极夜现象,也就是夏天24小时有太阳,冬天24小时没有太阳。当然,月球上的一天大概相当于地球上的一个月而不是24小时,如果在赤道附近,那就会有半个月的白天半个月的夜晚。航天员很难挨过长达半个月的夜晚,好容易去一趟,必须要赶在月球天黑以前返回,工作时间非常有限。
但是如果赶上夏天去南极或者北极,就几乎没有夜晚,可以连续工作几个月,当然这里说的夏天是月球南极或北极的夏天,不是地球上的夏天。月球两极还有很多高山,住在山尖或者山脊这些高地,就可以获得更多的光照时间,全年大部分时间都是有光照的,而且有相当长时间是连续光照。在这些地方架上太阳能电池板,就可以获得长期稳定的电能,毕竟月球上是没有阴天和下雨的。南北极的山脊附近,气温也比较恒定,不会像其他地区那样白天晚上有几百度的温差。所以,虽然在地球上,南极和北极并不适合人类居住,而在月球上,相对于其他区域,南极和北极却是最适合人类居住的地方。
二、为啥选择南极,而不是北极
为什么世界各国都热衷着陆月球南极而不是北极呢?难道北极有什么危险的事情存在吗?
前面的介绍,大家大概也了解了南北极的特点,两极的探测价值是差不多的,都比赤道附近更适合建设月球基地,更适合人类生存。但科学家们为什么最终选择了南极,而不是北极呢?我专门查资料了解了一下,原来南极确实比北极更有优势。
太阳是公平的,一年下来给南极的阳光和给北极的阳光是一样多的,不存在偏向问题。但是南极和北极的地形不完全一样,迎接阳光的能力不一样。就像社会对所有人都是公平的,但是不同的人出生环境不一样,个人性格不一样,遇上机遇和把握机遇的能力不一样。
月球的北极相对于南极来说地势更加平坦,着陆探测更容易。但是更平坦的地形决定了,北极的月球坑相对比较小,就算有很多永久阴影区,但坑小水少,开发价值不大。北极的大型陨石坑距离北极点比较远,而且相对分散,单从找水的角度来说,就不太方便。南极就不一样了陨石坑又大又多,靠近南极点附近都有几个比较大的陨石坑,陨石坑内都有永久阴影区,这些大型陨石坑本身就是大型的天然水库。航天员生活在这附近,取水要容易很多。
月球南极地区陨石坑比较大,地陡山也高,而且南极点附近高山比较多。这些山更容易常年获得光照,很多地方一年有80%以上的时间都能得到阳光,这些地方对于采光来说简直是宝地啊。相对来说,北极点附近没有大型撞击坑,地势比较平坦,没有特别高的高地,从采光上来说,不如南极有优势。北极的高山距离极点比较远,越远的高山越不占优势,因为月球也有自转,高山如果不在极点附近,很容易进入月球本身的阴影,采光还是不方便。
不管是从采光上来说,还是从寻找水源来说,南极相对于北极都是风水宝地。所以,不管是中国,还是美国,将来都会把月球科研基地建设在南极。当然,南极也足够大,不会因为中国占领了,就没有美国的地方了。大家都可以找到自己的地方,住在附近,没准还可以相互帮助。
三、印度也要着陆月球南极,而且可能赶在中美之前
大家别笑,印度准备第三次探测月球了,也是第二次尝试月球软着陆,虽然第一次软着陆变成了硬着陆,但至少在着陆这件事情上,印度跑在了日本前面,成为了世界第四,亚洲第二。值得一提的是,印度最近计划再次挑战降落在南极。如果顺利的话,有可能在2023年六月份发射月船3号,准备着陆月球南极。
有意思的是,印度这次直接挑战南极着陆,如果成功,将跑到美国和中国之前,成为世界上第一个着陆月球南极的国家。这样的操作,跟印度的曼加里安号火星探测器一样,将极大振奋印度的自豪感。将在印度国内媒体再次掀起一场爱国热潮。但是这份骄傲更多具有象征意义。
首先,如果当初不出错,2019年印度就已经实现南极着陆了。但是,一个27公斤的月球车,根本开展不了太有价值的科学研究工作,它可以开展现场化学分析,主要的功能就是在月球上看看有没有水。着陆器上还有三套仪器,主要是测测温度和地震什么的。原创性的工作,估计也就是在月球找水了。但因为月球车靠太阳能供电,无法进入永久阴影区,给人的感觉就是避开海洋,在沙漠里面找水。
其次,就算这次能成功,按照月球车的设计,也就是十多天的寿命,最多能移动500米。因为月球车结构太简单,根本没有月夜生存的功能。十多天、500米,在比地球上的沙漠还干的地方找水,对于后期任务的参考价值有多大,可想而知。当然如果能发现水,倒也是不错的科研成果,但肯定不是将来航天员可以使用的水,因为太少了。
第三,南极的范围很大,印度着陆点只能算是在边上。月船二号和月船三号的计划着陆地点是南纬70度左右,距离南极点还有600公里左右的距离。如果换到地球上,这样的纬度在北半球已经到了俄罗斯或者加拿大境内陆地范围了,也就是都离开了北冰洋了。这样的距离上,前面提到的南极的优势已经不明显了。
第四,降落地点相对比较平坦,跟南极点附近的降落难度是没有办法比的。就算成功了,将来想挑战南极点附近,还是需要在操控技术上下功夫。这里所说的南极点附近,至少也应该在南纬85度以上,最好是90度左右,这样才能接近理想的光照区。印度的月球车,距离这个范围还有几百公里的距离,按照一秒走一厘米的速度,大家可以算算大概需要多长时间。更何况,高低不平的南极,根本不允许月球车走这么远。
至于印度这次探测能不能成功,我认为难度还是比较大的,毕竟南极地区地形还是比较复杂的,相对于降落赤道附近难度高出来不少。印度目标着陆地点附近本来就空地不太多,空地面积一般都不太大,而且周边高低不平,可以说非常挑战控制能力。好在,印度吸取了上一次的失败教训,不仅改进了控制软件,而且对硬件也进行了升级,用上了动力可调的发动机,增加了高性能的高度探测设备,成功的把握更大了。但依然不能盲目乐观,成功了值得鼓励,失败了,也一点都不奇怪。
当然,能在月球南极软着陆,对于印度来说,是航天能力的巨大进步,毫无疑问成为世界航天领域实力最强的几个国家之一。要知道,欧空局、日本,目前都没有实施过月球软着陆,甚至俄罗斯和美国近几十年也没开展过月球软着陆。如果印度成功了,绝对会令人刮目相看。
值得一提的是,美国正在开展重返月球计划,要实现载人登陆月球。而中国也准备要在月球南极建设月球科研站,三十年代左右,很可能会开展载人登陆月球,最终建设有人维护的月球科研站。近期还有嫦娥六号、嫦娥七号、和嫦娥八号探测任务,重点探测目标也是月球南极。所以,未来几十年将是月球探测的红火时期,我们会有一场又一场探月大戏可以看,非常值得期待。
大家猜猜,印度的月球南极着陆这次能成功吗?咱们让时间来见证大家的预测。
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