本報駐美國特約記者 謝 昭 本報特約記者 龐之浩

7月20日是人類首次載人登月40周年紀(jì)念日，英國《每日電訊報》15日甚至列出了10條理由質(zhì)疑當(dāng)初登月的真實(shí)性，讓月球探索再度成為大眾關(guān)注的熱點(diǎn)話題。同時作為“重返月球”戰(zhàn)略計(jì)劃的第一步，美國6月18日發(fā)射的月球探測器也發(fā)回了首批月球照片。按照計(jì)劃，它將在10月9日猛烈撞擊月球，以最終確認(rèn)月球上是否有水存在。

通過撞擊探測月球內(nèi)部

這次美國月球探測器的撞擊試驗(yàn)是近年興起的新型月球探測方式。目前美國、歐洲、中國、印度和日本的探測器都已先后撞月。不過此前的這些撞月行動大多是在月球探測器壽命末期發(fā)揮余熱的行動。撞擊式探測與月球硬著陸探測并不相同。硬著陸探測方式是利用探測器在月球表面著陸前的短暫時間探測月球周圍環(huán)境和拍攝地外星球照片；而撞擊式探測方式不僅能像硬著陸探測方式一樣，在撞擊月球表面前拍攝并傳回高分辨率月面照片，更重要的是要通過撞擊把月坑內(nèi)的物質(zhì)濺起到陽光下，并通過其他月球探測衛(wèi)星、人造地球衛(wèi)星甚至地面望遠(yuǎn)鏡來探測月球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成。因此撞擊式探測不同于其他觀測方式只能局限于月球表面，它可以直接觀察到月球內(nèi)部。此外撞擊式探測還可用于提供落月過程控制和軌道測定方面的經(jīng)驗(yàn)。

各國先后撞月

上世紀(jì)90年代，美國“克萊門汀”和“月球勘探者”探測器相繼以間接方式在月球兩極發(fā)現(xiàn)水冰，在全球產(chǎn)生巨大轟動。為了進(jìn)一步驗(yàn)證，1999年7月31日，美國航空航天局讓壽命末期的“月球勘探者”探測器攜帶美國天文學(xué)家蘇梅克骨灰撞擊了月球南極一座環(huán)形山內(nèi)側(cè)的山壁，以便將其遺愿永留月球，并想利用撞擊產(chǎn)生的高溫把月球土壤和巖石中的冰汽化，從而確定月球是否存在水源。但遺憾的是，實(shí)施撞擊后未觀測到有水蒸氣出現(xiàn)。專家分析后認(rèn)為，其原因可能有三方面：一是月球上根本沒有水；二是沒有撞準(zhǔn)地方；三是撞擊力不夠。因此，新發(fā)射的專用月球撞擊探測器“月球坑觀測與感知衛(wèi)星”將對月球極區(qū)終年不見陽光地區(qū)到底是否存在水冰給出明確答案。

第二個進(jìn)行撞擊式探測是歐洲。2006年9月3日，歐洲航天局讓壽命末期的“斯瑪特-1”衛(wèi)星以“打水漂”方式成功撞擊月球。該項(xiàng)目首席科學(xué)家伯納德·富萬表示，選擇月球西南部被稱為“卓越湖”的火山巖平原作為撞擊地點(diǎn)，是由于該地區(qū)是富含礦物的火山巖陰暗區(qū)，科學(xué)家能觀測到撞擊產(chǎn)生的塵埃，并分析出它們的成分，從而為開發(fā)月球能源做準(zhǔn)備。

第三個進(jìn)行撞擊式探測是印度。2008年11月14日，印度“月船1號”在月球軌道釋放了一個電視大小的月球撞擊探測儀“沖擊者”，發(fā)射后20分鐘它撞擊了南極附近月面?！皼_擊者”在接近月球的過程中能不斷對月球進(jìn)行拍攝，這些拍攝數(shù)據(jù)有助于印度未來選擇月球車的著陸位置。另外通過探測“沖擊者”撞擊月面時激起的月球土壤，演示精確著陸月表所需的技術(shù)。為印證“沖擊者”與月球的初次接觸，它還把印度國旗“拋上”月球，以確立其在月球的存在。從這個角度看，印度“沖擊者”是世界第一個專用撞擊式月球探測器，在政治上、工程上具有一定意義，但由于只有29千克，科學(xué)意義并不大。

第四個進(jìn)行撞擊式探測的是中國。為了給中國探月“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略的第二步“探路”，2009年3月1日，已超期服役的中國“嫦娥-1”月球探測衛(wèi)星受控成功撞擊了月球豐富海區(qū)域。第五個進(jìn)行撞擊式探測是日本。2009年6月11日，日本“月女神”探測器在成功完成長達(dá)19個月的探月使命后撞擊了月球正面的東南部分，形成了直徑5-10米、深約1米的一個小月坑。6月19日日本公布了“月女神”撞月之前14分鐘內(nèi)拍攝到的7張?jiān)卤碚掌?/p>

最牛的撞擊式探測

美國6月18日發(fā)射的專用撞擊月球探測器與此前的探月衛(wèi)星都不同。這顆名為“月球坑觀測與感知”的衛(wèi)星由“半人馬座”火箭上半部分和“守望航天器”兩部分組成，它們在撞擊前9小時40分鐘分離。“半人馬座”將首先撞擊，“守望航天器”尾隨其后，觀測“半人馬座”撞擊產(chǎn)生的閃光，采集數(shù)據(jù)并發(fā)回地球?！鞍肴笋R座”質(zhì)量達(dá)2.3噸，與一輛大型運(yùn)動休閑車相仿，以相當(dāng)于子彈速度兩倍的速度撞擊月球南極地區(qū)。據(jù)估計(jì)，“半人馬座”撞擊月球時會形成一個直徑大約28米、深度大約5米的撞擊坑，把20億年未見到陽光的坑內(nèi)物質(zhì)翻出來，將約350噸碎片濺起到陽光下，使人們首次看到這些物質(zhì)是由什么構(gòu)成的，以及其中隱藏著什么秘密。撞擊時產(chǎn)生巨大塵埃煙云，人們在地球上就可以借助業(yè)余望遠(yuǎn)鏡觀看到撞擊產(chǎn)生的閃光。4分鐘后，“守望航天器”對附近的月球坑進(jìn)行第2次撞擊,再次形成碎片云，產(chǎn)生直徑約18米、深度3.5米的撞擊坑。

耗費(fèi)巨大的“月球坑觀測與感知衛(wèi)星”專門為探測月球是否有水存在而研制，它分兩次撞擊月球，能極大提高任務(wù)的成功率。即使撞擊不能發(fā)現(xiàn)水冰，由于撞擊坑很大，屆時將可能作為未來的美國月球基地提供可以容納10架航天飛機(jī)承載量的“極地倉庫”。

除了在月球表面撞擊外，各國還在研制能深入月球表層的“穿透飛鏢”式探測器。日本原定發(fā)射“月球A”探測器，但由于如何使穿透器承受住扎入月球表面時的劇烈沖擊問題遲遲不能解決，最終使該工程中途夭折。英國2010年發(fā)射的“月光”探測器則有望成為世界首批飛鏢式探測器。▲