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月球坑观测与感知卫星(LCROSS)

由“半人马座”上面级火箭和牧羊航天器组成

月球坑观测与感知卫星(英文名称:Lunar Crater Observation and Sensing Satellite,以下简称:LCROSS探测器)在2009年6月18日17时32分(美国东部时间,下同)在卡纳维拉尔角空军基地,用宇宙神5运载火箭成功发射的,同时发射的还有美国另一个月球探测器——月球勘测轨道飞行器(LRO)。LCROSS探测器主要任务是通过对月球的撞击,探测发现月球永久阴暗区是否存在水。

LCROSS探测器历经113天时间,飞行约900万千米,到达月球Cabeus环形山。“半人马座”上面级火箭于2009年10月9日7时31分撞击月球,4分钟后,牧羊航天器对月球表面进行第二次撞击,形成第二次尘埃云。

中文名称月球坑观测与感知卫星英文名称Lunar Crater Observation and Sensing Satellite
简称LCROSS研制国家美国
质量534千克额定功率372W
发射时间2009年6月18日21:32(UTC时间)发射场卡纳维拉尔角空军基地
运载工具宇宙神5 401运载火箭

探测器组成

LCROSS探测器,由牧羊航天器与“半人马座”上面级火箭组成。

LCROSS探测器组成

图:LCROSS探测器组成

撞击任务

LCROSS探测器撞击月球任务是一项大胆的月球任务,准备了整整3年之久,共耗资7900万美元。LCROSS探测器经过近4个月的太空飞行,所有这些努力将产生怎样的结果将在短短4分钟之内一见分晓。在这段时间内,LCROSS所携带的9个科学仪器将对其燃料耗尽的“半人马座”火箭级撞月后产生的高空尘埃云进行直接研究。LCROSS项目负责人、来自美国国家航空航天局位于加利福尼亚州莫菲特场艾姆斯研究中心的丹·安德鲁斯表示:“LCROSS是一项非常令人兴奋的任务,它将在一个真正意义上的高潮事件之后走向终结。”

月球是地球的伴星,有关这个不适于居住的星球有水存在的假设已经有10年历史。通过LCROSS探测器上的传感器扫描碎片云中的水存在化学信号,科学家将获得支持这一假设的决定性证据。上世纪90年代执行的“克莱门汀”号以及“月球探勘者”号月球任务帮助科学家了解到月球极地地区氢含量呈上升趋势。他们认为,氢来自于被捕获的水冰。浓度较高的氢集中在永久性阴暗区陨坑。陨坑由陨石撞击月球形成,所在的阴暗撞击区处于令人无法想象的低温状态。LCROSS撞月任务首席研究员、艾姆斯研究中心的托尼·卡拉普瑞特表示:“这些陨坑所在地区温度极低”。

科学家认为,永久性阴暗区陨坑底部的温度最低可达到零下240摄氏度。卡拉普瑞特说,在这种低温条件下,水趋向于冻结而不是升华为气体。“在极地地区,太阳永远不会在地平线上方大约1.5度以上的区域出现,也就是说,陨坑壁将永久性地遮住陨坑底部,使其永远处于黑暗之中。”陨坑底部与阳光无缘的时间跨度达到令人难以置信的程度。卡拉普瑞特说:“陨坑底部处于永久性阴暗状态。这种状态可能已经持续了10亿年、20亿年或者更久。”

撞击过程

LCROSS探测器历经113天时间,飞行约900万千米,到达月球Cabeus环形山。该环形山是靠近月球南极的一个区域,从来不见阳光,属于永久阴影带极冷地区,因此更容易发现水冰的存在。

在撞击月球10小时前,牧羊航天器与“半人马座”上面级火箭分离。牧羊航天器将点火,与“半人马座”上面级火箭拉开一段距离,两者之间的距离将约合644公里,换算成飞行时间大约在4分钟左右,以获得两次撞击之间的观测时间。

LCROSS探测器撞击月球模拟图

图:LCROSS探测器撞击月球模拟图

10月9日7时31分,“半人马座”上面级火箭以2.4千米/秒的速度撞击月球,激起超过350吨的月球土壤,在月球表面形成约10公里高度的羽状尘埃物质形成的尘埃云。“半人马座”上面级火箭将在月球上产生一个大约20米,深约4米的撞击坑。“半人马座”上面级火箭几乎正面撞向月球,撞击角度较此前进行的撞击相比更为陡峭。相比之下,SMART-1探测器月亮女神号都以更低的角度完成可控的撞月任务,因此在获取有价值科学数据方面存在局限性。

“半人马座”上面级火箭的撞击过程被牧羊航天器上的仪器捕获到。随后,牧羊航天器对月球表面进行第二次撞击,形成第二次尘埃云。LRO探测器、哈勃太空望远镜,以及地面数百架望远镜观测了两次撞击及产生的尘埃云。NASA的科学家将综合多个观测设备获得的数据,判断月球上是否有水冰的存在。

撞击产生的尘埃

图:撞击产生的尘埃

LCROSS探测器所探测的数据将大大增加人们对月球的认识。尽管如此,NASA官员也表示,根据观测结果,撞击并没有激起预想中巨大的尘埃云,也没有出现闪光现象。

争议

LCROSS探测器撞击月球的任务,遭到不到批评人士的质疑,一些人发起了“帮助拯救月球”的活动,希望让月球在未来免遭攻击,一个名为“不要轰炸月球”的网站建立起来。

对此,NASA解释道,LCROSS探测器撞击任务不会对月球造成任务破坏。NASA专家称,“撞击月球产生的影响是乘客睫毛掉到波音747客机地板上所造成影响的一百万分之一”。也就是说,即使撞击会对月球产生影响,这种影响也微不足道。不仅如此,月球表面布满大大小小的陨石坑,而陨石仍在不断的撞击月球,产生新的陨石坑,这陨石撞击每个月要发生4次。

月球坑观测与感知卫星(LCROSS)
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最新更新:2015-07-19 11:20
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