书城科普太空天窗在哪里
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第30章 卫星中的代表:月球(3)

月球上还有着具为丰富的矿产资源,对于地球上常见的17种元素,月球上分布的到处都有。以铁为例,仅月面表层5厘米厚的沙土就含有上亿吨铁,而整个月球表面平均有10米厚的沙土。月球表层的铁不仅异常丰富,而且便于开采和冶炼。据悉,月球上的铁主要是氧化铁,只要把氧和铁分开就行;此外,如今的科学家还研究出了利用月球的土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。

月球土壤是一种宝贵的资源,它含有大量的氦3,通过利用氘和氦3可进行氦聚变,以些作为核电站的能源。这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。据悉,月球土壤中氦3的含量估计为715000吨。从月球土壤中每提取一吨氦3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看,由于月球的氦3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。获取氦3也成了许多航天大国对月球进行开发的重要目标之一。

月球上还分布着22个主要的月海,除了东海、莫斯科海和智海这三个月海位于月球的背面外,即背向地球的一面,其他的月海都分布在月球的正面。在这些月海中存在着大量的月海玄武岩,22个海中所填充的玄武岩体积约1010千米,而月海玄武岩中蕴藏着丰富的钛、铁等资源。若假设月海玄武岩中钛铁矿含量为8%,则月海玄武岩中钛铁矿的总资源量约为1.3×1015~1.9×1015。尽管这种估算有着很大的不确定性和推测性,但有一点却可以肯定,就是月海的玄武岩中含有着极其丰富的钛铁矿,而钛铁矿则是未来月球开发利用的最重要的矿产资源之一。

克里普岩富含钾、稀土元素和磷,是月球高地三大岩石类型之一。克里普岩在月球上分布很广泛。富含钍和铀元素的风爆洋区的克里普岩被后期月海玄武岩所覆盖,克里普岩混合并形成高灶和铀物质,其厚度估计有10~20千米。风暴洋区克里普岩中的稀土元素总资源量约为225亿至450亿吨。此外,它还蕴藏着极为丰富的钍、轴,而这也是未来开发利用的重要矿产资源之一。而月球还分布着大量的金属矿产资源,如铬、钠、镁、铜等。

7.“嫦娥工程”大揭秘

嫦娥一号

当今人类进行航天活动有着三大领域,即发射人造地球卫星、载人航天和深空探测。重返月球,开发月球资源,建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。月球上具有各种独特的资源,其特有的矿产和能源,正好是对地球能源不足的重要补充和储备,有利于地球可持续发展的实现。

而我国的探月活动又称为嫦娥工程,这是我国对月球的自主探索和观察的一项重要活动。国务院正式批准绕月探测工程立项后,绕月探测工程领导小组将工程命名为“嫦娥工程”、将第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”。“嫦娥一号”卫星的承担研制单位是中国空间技术研究院,它主要用于获取月球表面三维影像、探测月球上土壤的厚度及月球空间环境等。

嫦娥一号卫星有效载荷

科学目标

中国在2007年10月24日发射了第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”,这是我国深空探测的第一步。中国进行月球探测的科学目标是:获取月球表面三维立体影像;对月球表面有用元素及物质类型的含量和分布进行分析;月壤厚度的测量和氦-3资源量的评估;地月空间环境的探测。

有效载荷

为完成上述这四项科学目标,“嫦娥一号”将安装五种科学探测有效载荷设备,包括CCD立体相机和干涉成像光谱仪;激光高度计;微波探测仪;γ/X射线谱仪和空间环境探测系统。此外,还专门为它设计了一套有效载荷数据管理系统,以便有效采集、存储、处理、和传输有效载荷的科学数据。

CCD立体相机和激光高度计它们共同来完成获取月球表面三维立体影像这一目标;干涉成像光谱仪和γ/X射线谱仪完成第二个科学目标,即分析月球表面有用元素及物质类型的含量和分布;微波探测仪完成第三个科学目标,即测量月壤厚度和评估氦-3资源量;立体相机和干涉成像光谱仪

立体相机主要是由四个系统来组成的,分别是光学系统、支撑光学系统的结构件、CCD平面阵列和相应的信号处理子系统组成。卫星飞行时,三个平行的CCD线阵可以获取月球表面同一目标星下点、前视、后视三幅二维原始数据图像,经三维重构后,再现月表三维立体影像。干涉成像光谱仪用以获取月球表面多光谱图像。而这项设备主要包括三个光学子系统,即Sagnac干涉计、傅立叶变换透镜和柱形透镜。

激光高度计系统

这项系统主要用于测量卫星到月表星下点间的距离,它是由激光发射器及接收器两大部分组成。激光发射器是用来发射激光脉冲到月球表面,而接收器则是用来接收被后向散射的激光脉冲,激光脉冲的往返时间向人们传递了卫星到月表的距离信息。

γ/X射线谱仪

这项科学探测设备用来测量月球表面元素的种类和丰度。月球表面物质的原子或原子核受到宇宙线粒子的轰击而激发,会产生特征的X射线和γ射线;一些天然放射性元素可以自己发射核γ射线,不同的元素可释放不同能量的特征γ谱线。通过γ射线谱仪测量这些特征γ谱线的能量和通量,科学家可以推导出月表元素的种类和丰富程度。γ射线谱仪和X射线谱仪都是用来对月面成分进行研究的,其测量结果可以起到很好地互补作用。

微波探测仪

这项设备是“嫦娥一号”的有效载荷之一,它设计成多频段微波辐射计。微波探测仪的科学目标是利用微波信号对月球表面物质的穿透传播特性,从表征月球物质微波辐射的亮温数据中,获取月球月壤的厚度信息;获得月球黑夜的微波遥感信息和获得月球两极的微波遥感信息。利用微波辐射计对月球探测在国际上尚属首次。通过对月球微波遥感信息的获取,这极大的丰富了人类对月球的认识。

空间环境探测系统

这项探测系统主要是由太阳高能粒子探测器和两台太阳风离子探测器构成的。太阳高能粒子探测器用以分析地月空间和绕月空间环境的质子、电子和重离子。高能离子探测器包括传感器和信号处理子系统。两台太阳风离子探测器用以分析地--月和月球空间环境的太阳风中的低能离子。而它的传感器则是由三个部件组成的,即准直器、静电分析器和微通道板。

载荷数据管理系统(PDMS)

PDMS是一个基于1553B总线的分布式系统,主要有五大组件,即总线控制器(BC)、大容量存储器(SSR)、高速复接器(HRM)、远置终端(RT)及载荷配电器(PPD)。大多数有效载荷通过1553B总线实现与PDMS间的通讯,激光高度计和空间环境监测系统则被连接到了RT上。而这些载荷的科学数据和工程参数是由PDMS通过1553B总线获取并存储到SSR中的。当卫星处于地面站的可接收范围内时,它所存储的数据及实时数据将由HRM根据CCSDS标准组装为编码的虚拟信道数据单元(CVCDU)串行序列,然后下行到地面。该系统灵活、高效,万一在任务中某个载荷停止了探测,那么其他载荷可分享它所存储及传输的资源。

8.月球上的“建筑物”

月球上的“建筑物”

月球可以说是地球黑夜时的光明使者,它那皎洁的月光,让人心旷神怡。自古以来,它激发了人们多少美丽的想象,如嫦娥奔月、吴刚伐树、玉兔捣药等。虽说“高处不胜寒”,却也“别有天地”。然而,当代科学对于月球环境的了解,则会令古人大失所望。因为月球是一个极端死寂和干燥荒凉的世界,表面布满了大大小小的坑穴(环形山),而且月球日夜温差极大。

早期美国在执行了“阿波罗”登月计划,在探月的过程中,宇航员拍下了许多月面环形山的照片。从这些照片上看,环形山上分明留有人工改造过的痕迹。例如,在戈克莱纽斯环形山的内部,可以看出有一个直角,每个边长为25公里;在地面及环壁上,还有明显的整修痕迹,更为独特的是另一座环形山,它的边缘平滑,过于完整,环内呈几何图形,有仿佛是划出的平分线,在圆周的几何中心部位,有墙壁及其投影。该山外侧有一个形状如正方形的倾斜坡面,在正方形内有似有一个十字,正好将其分为对称的四等分。

以前人们对有关月球的很多现象都感到不解,但由于科技的进步及人类对月球的多次探测,很多现象已陆续被发现。1821年底,约翰.赫谢尔爵士发现月球上有来历不明的光点。他说,这光点是同月球一起运动着,因而它绝不可能是什么星星。1869年8月7日,美国斯威夫特教授与欧洲的希纳斯和森特海叶尔在对月球的观测中,观察到了有一些物体仿佛以平行直线的形式穿越了月球。

1876年在原本消失的静海的林奈环形山地竟出现了一个直径达7公里的白色奇异光环。有的学者提出,这种情形可能意味着有什么透明物质覆盖了某种基地。1874年4月24日,布拉格的斯切.里充教授,观察到一个闪着白光的透明物体缓缓地穿过了月球,并从那里飞出。1877年11月23日夜晚,又有一批科学家看到一些光点从其他环形山集中到柏拉图环形山中,它们穿越了柏拉图环形山的外壁,在山的内部会齐后排列成了一个巨大的像某种信号的图案的发光三角形。

到了20世纪的1910年的11月26日发生了日蚀,科学家分别观测到两个奇怪的现象,“有一个发光的物体从月球出发”,“月亮上有一个光斑”。据当年观测者的描述,日蚀过程中月亮上出现的物体形似现代的火箭。1953年12月21日,英国天文协会吊球部主任威尔金斯博士在广播谈话中透露:在月面的危海地区观察到了大量的“圆屋顶”;这些半圆形的“建筑物”呈现耀眼的白色,它们中最小的直径也有5公里。前苏联的莫杰维耶夫博士表示:不仅是我们搞不懂这是怎么回事,我相信美国也和我们一样,无法解释这件事。

惟一的的解释也是一种推测,这是地球之外的一种超级智能力量在支配着一种特制的轰炸机,而这种现象就是因为这种轰炸机在月球上的出现与隐没造成的。更多的线索,可能是为地球上的人们所想象不到的。围绕地球卫星——月球出现的一系列无法解释的现象,已使科学界中的有识之士警觉到:地外智能力量正在“使用”月球。美国官方无意间公布的卫星照片显示,有一些很像金字塔废墟的图样在月球上绵延了好几公里,而这些都表明月球上确实有一种地外文明的存在。

美国宇航局的向人们报告了一些研究结果,在报告中表示,在月球上确实发现了一些不明的物体。但当谈到这些不明物体时,科学家的用词字斟句酌、非常谨慎,尽量避免谈到UFO、外星人等。尽管这份简报用词相当谨慎,但人们不难看出,这是科学家第一次正式向世人宣称在月球上有一些不明的(或人造的)建筑或物体的存在。

9.探密月球上的怪事

人类通过不断的对月球的探索,发现了不少令人吃惊的现象。由于人们已经成功达到月球,所以必然会从月球带回一些东西进行研究。然而让科学家们吃惊的是,他们通过研究发现从月球上带来的岩石有99%以上比地球上90%的古老岩石还要古老。宇航员在月球宁静海采到的第一块岩石,至少有36亿年历史,而地球上最古老的岩石,顶多也不过是37亿年的历史。而其他的已被测定的还有40多亿年的历史。这已相当于太阳系的历史了。在1973年的月球研讨会上,还有一块月球岩石被宣称有53亿年历史。最令人困惑的是,这些岩石竟然被科学家认为是来自月球上“最年轻”的部分。所以一些月球研究专家就认为月球的形成远在太阳形成之前。

而更令人震惊的是,有人发现“宁静海”的土壤年代竟然比岩石更为久远。据分析,两者有10亿年之久的时间差距。此事看来不可思议,因为土壤一向被认为是由岩石演变而成的。然而月球上的土壤由化学分析显示,似乎并非由岩石演变而成,可能是来自其他人类未知的区域。

人类在用现代的工具进行探月时发现,月球登陆艇和火箭返航时撞到月球表面后,月球都会像大铜锣或大钟一样地响起来。据说“阿波罗”12号探月时,月球的回声竟然持续了4小时之久。对于这种诡异的现象没有一个科学家可以给出使人信服的解释。