以色列月球探測器

以色列非營利機構太空登陸組織宣布，定于本月21日在美國佛羅里達州卡納維拉爾角發射“創世紀”號月球探測器。

月球探測器的主要用途就是代替人進行科學考察、獲取信息。通過月球車，可實現勘探地質結構構造、地形等，還可以安放地震儀記錄月球的月震以及小行星對月球的撞擊情況，最終了解月球的現狀和演化。

“創世紀”號探月器質量585千克，高大約1.5米，將搭載美國太空探索技術公司“獵鷹9”火箭升空。美國有線電視新聞網報道，它的“奔月之旅”行程大約650萬公里，耗時大概7周，著陸時間定在4月11日。

“創世紀”號屆時將傳回月球表面照片并做月球磁場實驗。法新社報道，“創世紀”號的登月任務控制中心設在以色列特拉維夫附近。

如果成功，這將是首個在月球著陸的由私人資助的飛行器；也將使以色列成為繼前蘇聯、美國和中國之后，第四個在月球上有著陸器的國家。

1959年，蘇聯向月球發射“月球2號”探測器；1962年，美國“徘徊者4號”探測器登月。只是，這兩臺探測器都在月球表面“硬著陸”，即撞擊月球。蘇聯和美國1966年相繼成功發射軟著陸月球探測器。2013年，中國嫦娥三號探測器登月，中國成為第三個實現月面軟著陸的國家。

如果“創世紀”號成功登月，以色列將成為第4個實現月面軟著陸的國家，同時將是全球第一家私營企業以迄今最少的項目預算、讓最小的月球探測器實現月面軟著陸。

這艘相當于洗衣機大小的探測器名為“創世紀”（Beresheet），裝備有測量月球磁場的儀器，并攜帶了一個微雕有《圣經》的小金屬圓盤。它將于晚上20:45從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空，踏上長達數周的太空之旅，計劃于4月11日抵達并降落于月球表面。

“創世紀”號由非營利組織以色列太空登陸組織（SpaceIL）和國有的以色列航空航天工業公司聯合研制。

在“獵鷹9”號升空約30分鐘后，“創世紀”號將從火箭分離，進入海拔約6萬公里的轉移軌道。分離后2分鐘，探測器將向位于以色列耶胡德的任務控制中心發出第一條信息。然后，它將進行大約兩個月的獨行之旅，在月球上著陸后，將測量月球的磁場并對月球隕石坑進行研究。

“創世紀”號項目耗資大約1億美元，以私人捐款方式籌集。

以色列太空登陸組織2011年創建，最初目的是參加獎金3000萬美元的谷歌月球X大獎賽。獲獎條件是私營企業探測器成功登月，朝任意方向移動500米并傳回現場高清視頻。

以色列航天計劃負責人阿維·布拉斯貝格爾說，他希望SpaceIL能在以色列創造一個類似于“阿波羅效應”的“創世紀效應”，在新一代中推廣和弘揚科學。

由于5家參賽企業都沒能在最后期限前完成任務，谷歌公司2018年1月叫停大獎賽。但以色列太空登陸組織決定挑戰到底。

當然，這一探測器并非SpaceX此次發射任務中的唯一有效載荷，隨同升空的還有一顆名為S5的實驗性軍用衛星，屬美國空軍研究實驗室所有。它將在地球靜止軌道上運行，用于測試空間態勢感知。

SpaceIL創建于2011年，最初是為了競爭“谷歌月球X大獎”（Google Lunar X Prize），此大賽要求私人公司讓航天器在月球上著陸。盡管在2018年競賽結束時無人獲勝，但參與公司表示，他們將繼續推進自己的研究。

一、什么是月球探測器？深空探測器？ 

昨夜，月全食“紅月亮”一定刷爆了朋友圈，宇宙奇妙令人觀止，月球及其以外的天體和空間對我們來說真是神秘而不可測。由于人類無法親身近距離觀測到它們，于是制造了一系列無人航天器為我們代勞，這些航天器就稱為“深空探測器”，又稱“空間探測器”，包括月球探測器、行星和行星際探測器、太陽探測器等。

探測的主要目的是了解太陽系的起源、演變和現狀；通過對太陽系內的各主要行星的比較研究，進一步認識地球環境的形成和演變；了解太陽系的變化歷史；探索生命的起源和演變。

空間探測器實現了對月球和行星的逼近觀測和直接取樣探測，開創了人類探索太陽系內天體的新階段。探測器離開地球時必須獲得足夠大的速度才能克服或擺脫地球引力，實現深空飛行。探測器沿著與地球軌道和目標行星軌道都相切的日心橢圓軌道運行，就可能與目標行星相遇，或者增大速度以改變飛行軌道，可以縮短飛抵目標行星的時間。

深空探測器與人造衛星同屬于無人航天器，在技術上有許多相同的地方，但也有其自身的特點和要求，主要體現在以下三個方面：

A）在能源方面，由于它遠離太陽，很難再依靠太陽能保證有效載荷正常工作，因此多采用核能產生電能。

B）在通信方面，由于離地球距離更遠，要求通信系統的可靠性更高。

C）在控制和導航方面，深空探測器飛離地球幾十萬到幾億千米，速度大小和方向稍有誤差，到達目標行星時就會出現很大偏差。因此就需要更加先進可靠的精確控制和導航系統。有的探測器還具有自主姿態控制能力。

人類在深空探測領域成就幾何啊？

在行星際探測方面，過去40年來，美國、前蘇聯、歐洲航天局及日本等先后發射了100多個行星際探測器，既有發向月球的，也有發向金星、水星、火星、木星、土星、海王星和天王星等各大行星的，還有把“鏡頭”指向我們地球及周邊環境的。通過這些深空探測活動所得到的關于太陽系的認識大大超過了人類數千年來所獲有關知識總和的千萬倍。

在天文觀測方面，今天人類已把各個波段的天文衛星送入太空，其中較大的有美國的伽馬射線觀測臺、先進X射線天體物理設施、紅外望遠鏡設施、“哈勃”空間望遠鏡等4項，其中以“哈勃”空間望遠鏡最引人矚目。

我國在深空探測領域怎么樣呢？

2000年11月，中國發表了《中國的航天》白皮書，正式提出將“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”。

2007年11月6日，中國第一顆探月衛星——嫦娥1號邁出深空探測第一步，抵達38萬公里外的月球，最遠完成了1個地月距離。

2011年11月9日，中國第一顆火星探測器——螢火一號探測器跟隨俄羅斯的火星探測器“福布斯”飛赴火星。承擔發射任務的“天頂”號運載火箭，將中俄聯合探測器送至圓形地球停泊軌道；在停泊軌道上飛行2圈后將轉移到過渡橢圓軌道上，飛行1圈后被送入地火轉移軌道；探測器在轉移軌道上經過10—11個月的巡航段飛行后到達環繞火星軌道。

2013年1月5日23時46分，在北京航天飛行控制中心精確控制下，嫦娥二號衛星深空探測成功突破1000萬公里，標志著中國深空探測能力得到新的躍升。這是中國航天史上航天器飛行距離最遠的一次“太空長征”。

看完了有關月亮探測、深空探測的科普，是不是有心動想有朝一日化成嫦娥奔月而去，相信隨著中國太空長征的發展，此日可期待！

二、月球究竟有什么可探測的？ 

1966年2月3日，蘇聯“月球9號”探測器首次在月面上實現軟著陸，并發回在月球表面拍攝的照片。今天我們就來說一說，我們為什么要探測月球。

月球是一顆充滿神奇的星球。月球上的每一塊砂石、每一道山谷都隱藏著難解的密碼。

人類天生不安分，總想知道天上的秘密，特別是自己的近鄰月球。古往今來，地球人對這個白天隱身、夜晚亮相，距離自己最近的尤物充滿了好奇。人類在遠古時期，便有了關于月球的遐想和神話，有了情感寄托的宿體和對象。直到近代，確切地說是在1609年，意大利人伽利略受荷蘭人的啟發，制作了一臺折射式天文望遠鏡，籍此比較清楚地觀察月球起，人類才開始了理性意義上對月球的科學探索。

世界各國對月球探測的目的大同小異，基本分為兩個方面。

一方面是科學目標。比如，對月面進行全球性的遙感調查，獲取月球表面的三維影像；進行月面形貌和地質構造的研究；分析月球表面元素含量和物質類型的分布特點；調查月表物質成分和可利用資源等。其目的都是探索如何開發月球資源和從新的平臺上研究太陽系的起源與演化。

另一方面是工程目標。比如，研制和發射大推力運載火箭及月球探測器，突破地月飛行技術，遠距離航天器測控和通信技術，環月飛行技術，月球遙感技術，月面軟著陸和巡視勘察技術，月面自動采樣和返回技術，以及月球基地建設技術等。

三、100多個人類探測器都未曾到過月球“背面”？為什么中國能做到 

昨天，嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面的南極-艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內。

這是人類探測器首次軟著陸在月球背面！

消息一公布，瞬間刷遍朋友圈！

來自國防科工局、國家航天局的消息顯示，1月3日上午10時26分，嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面東經177.6度、南緯45.5 度附近的預選著陸區，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗。

此次任務實現了人類探測器首次月背軟著陸、首次月背與地球的中繼通信，開啟了人類月球探測新篇章。

此前100多個人類探測器都未曾到過“背面”？

很多人看過月球照片，也見過大大小小的月球模型，卻很難想象，站在地球上的人類自己，竟然看不到月亮的背面。

中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁給出過這樣一個解釋：由于月球的自轉周期恰好等于公轉周期，且都是逆時針方向，加上被地球潮汐鎖定，地球強大的引力讓月球總是一面朝向地球——所以站在地球上的人類，只能看見月球的正面，而背面永遠也看不見。

要想看到，人類只能借助科學技術，“延伸自己的視力”。比如，研制能夠飛向太空的探測器。

1959年10月7日，蘇聯“月球三號”探測器傳回月球背面的第一張照片后，月球背面的“真容”第一次被揭開了。

依照這些珍貴的照片資料，蘇聯在1960年11月6日出版了第一份月球背面地圖；一年之后，蘇聯又制作了第一個月球儀，更加清晰地呈現出月球背面的初步特征。

乍一看，月球背面這張“面孔”并不漂亮，隕石坑的數量比月球正面要多得多，放眼望去隨處可見，密密麻麻；月球背面的“皺紋”也比較多，布滿了溝壑、峽谷和懸崖，而月球正面相對平坦的地方比較多。

那里還有幾處巨大的“暗瘡”，與月面的普通物質相比，月背暗斑中的物質有很大不同，這種現象似乎能夠說明月球背面由于毫無遮攔地暴露在太空里，而遭遇了大量天體的直接撞擊。

1965年7月20日，蘇聯“探測器三號”傳送回了25張畫質更好的月球背面照片，從照片中可以看到月球背面有一條長數百公里的鏈狀隕石坑。

至于人類第一次與月球背面“面對面”，則發生在3年后，即1968年。那是“阿波羅八號”進行載人登月任務試驗時，宇航員威廉·安德斯看到的。

按照他的描述，“月球背面看起來像我在孩提時玩過的沙堆，它們全都被翻起來，沒有邊界，到處是一些碰撞痕和坑洞”。

從那時開始，“阿波羅十號”一直到“阿波羅十七號”的宇航員都曾看到過月球的背面。

然而，60年過去，人類已經發射了100多個月球探測器，其中包括65個月球著陸器，卻僅有不載人的環繞月球軌道器和載人的阿波羅號“看到過”月球背面。

換句話說，至今沒有任何一個月球探測器能夠實現在月球背面軟著陸，目前得到的有關月球背面信息，也都是通過遙感探測和所拍照片獲得的。

探月工程副總指揮、國家國防科工局探月與航天工程中心主任劉繼忠說，“正因如此，關于月球背面存在著許多猜測，并出現在各種科幻小說和電影中。”

而這，也是中國選擇將嫦娥四號送到月球背面的一個原因：一探究竟。

把“天文臺”搬到了月球背面？

中國科學院院士、中國航天科技集團科技委主任包為民告訴記者，曾有人問他，為什么一定要到月球背面去，甚至還有不少人說：“美國人都登月了，為什么中國還要探測月球？”

他說，過去人類探月只探測了一些局部區域，到月球背面去，就可能發現一些在月球正面沒有得到的數據，而這具有“發現”意義。

比如，月球背面是個“厚臉皮”——其月殼從整體來講比正面更厚一些，但究竟是什么原因導致月殼厚度不一樣，眾說紛紜，成為天文學界的未解之謎。
在中國科學院月球與深空探測總體部主任鄒永廖看來，這個“看不見”的一面，對人類認識月球甚至宇宙都十分重要，因為無論是物質成分、形貌構造，還是巖石年齡，月球背面和正面都有很大差異。

他還表示，針對月球背面的探測，還可以推動月基科學研究的不斷深入。

月球背面沒有來自地球無線電波的干擾，是進行射電天文觀測的最佳場所，如果能利用這一自然地形架設無線電望遠鏡，就好比把“天文臺”搬到了月球背面。“這是天文學家夢寐以求的，可以填補射電天文領域在低頻觀測段的空白。”鄒永廖說。

按照計劃，嫦娥四號著陸器在月球背面軟著陸后，將開展月基低頻射電天文觀測研究，可以進一步認識月球的演化細節，研究宇宙起源和星球起源等；而對月表環境里的中子輻射劑量、中性原子等探測，可以研究宇宙粒子輻射和太陽風，預計可獲得一批原創性科學成果。

月球背面探測，還將有助于推動月球資源的研究和開發利用。鄒永廖說，月球蘊藏著豐富的礦產和能源資源，而開發和利用月球資源，是人類探測月球的源動力之一。

近年來，美國等國家相繼制定了月球背面資源調查研究計劃。鄒永廖說，通過嫦娥四號對著陸區地形地貌、礦物組分、巡視區淺層結構、地幔物質等進行科學探測與研究，將為月球資源的開發利用提供極有價值的第一手資料。

當然，嫦娥四號的科學和工程目標遠不止于此。

鄒永廖認為，對于任何一個地外天體而言，探測其空間和表面環境、地形地貌、物質成分、內部結構等，是遠遠不夠的，還應從比較行星學的方法論出發，系統地開展對地球、火星、月球等天體的比較研究，這樣才能更好地認識它們。“從這個意義上講，嫦娥四號對后續深空探測有重要意義。”

此次任務落月點是一塊“處女地”？

嫦娥四號探測器由航天科技集團五院負責總研制，按照該院科研人員的說法，由于月球背面探測的難度，嫦娥四號要完成前無古人的月球背面之旅，面臨幾大技術難點：

地月拉格朗日L2平動點軌道精確設計與控制；

地月拉格朗日L2點遠距離數據中繼；

復雜地形環境下的安全著陸等。

要突破這些技術難點，我國航天界不得不為此完成3個國際首次：首次月球背面軟著陸和巡視探測、首次月球拉格朗日L2點中繼與探測、首次月基低頻射電天文觀測，以及國內首次實測月夜期間淺層月壤溫度。

“這一重大科學創新工程的實施，將推動航天技術和其他科學領域相關技術的持續發展。”劉繼忠說，從表面上看，在月球背面和正面著陸在“落月”本質上沒有區別，實際上，實現在月球背面軟著陸和巡視探測，是工程技術和空間科學的雙重跨越和創新。

根據計劃，嫦娥四號將會降落到90%的面積都分布在月球背面的艾肯盆地上。

月球分為三大地體，即克里普巖地體、斜長高地巖地體、艾肯盆地地體，其中前兩個地體美國、蘇聯都曾著陸和探測過，只有艾肯盆地地體沒有近距離探測過。鄒永廖說：“這里可謂一塊‘處女地’，在科學上會有很多新的發現。”

他進一步解釋，艾肯盆地是目前發現的太陽系固體天體中最大最深的盆地，直徑大概2500公里，深度約12公里，對其進行探測可以獲取月球深部物質的信息。

更讓他感興趣的是，艾肯盆地被科學界認為是39億年前撞擊形成的，但按照常規理論，撞擊密度、頻度、強度越大，形成時間應該越早，“為什么這個峰值出現在39億年而不是更早？”

吳偉仁說，一般認為，這個盆地有可能是當時宇宙大爆炸或者后來小天體撞擊形成的，隱含著宇宙最早的一些信息，“在此地探測，有助于我們獲取月球深部物質的信息”。

然而，由于目前還沒有宇航員或月球車登上月球的背面，人類對它的詳細情況除了借助照片判斷，其他知之不多。

正在飛向月球的嫦娥四號，將為人類揭開月球背面的神秘面紗邁出了關鍵一步。鄒永廖很期待，或許，嫦娥四號到艾肯盆地開展精細探測，就可以打開“39億年撞擊峰值”這個科學之謎。

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