平勁松

(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)月球與深空探測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100012)

序

月球動(dòng)力學(xué)專輯

平勁松

(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)月球與深空探測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100012)

盡管學(xué)界普遍認(rèn)為:由于月球的體積相對(duì)較小,所以比地球和火星的冷卻速度快許多;甚至認(rèn)為早在20億年前,月球上成規(guī)模的火成活動(dòng)已經(jīng)停止。然而,多年來(lái)的探測(cè)和研究結(jié)果以及目前仍然發(fā)生在月球上的動(dòng)力學(xué)活動(dòng),如:頻度不低的不同深度的月震、月球激光測(cè)距揭示的月球自轉(zhuǎn)不均勻變化以及內(nèi)部熾熱的核幔邊界存在的巨大的潮汐加熱和耗散,這些動(dòng)力學(xué)過(guò)程有力地支持了月球仍然活著這一觀點(diǎn)。并且對(duì)于月球而言,來(lái)自地球和太陽(yáng)的潮汐作用也許是主導(dǎo)目前月球內(nèi)部動(dòng)力學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵因素。未來(lái)的月球探測(cè)中,借助對(duì)月球自轉(zhuǎn)變化以及潮汐的高精度探測(cè),將有機(jī)會(huì)更清晰地揭示月球深部的構(gòu)造和動(dòng)力學(xué)演化特征。

10年來(lái),繼中、日、印、歐、美的新一輪繞月探測(cè)之后,中國(guó)于2013年成功發(fā)射了“嫦娥3號(hào)”月球著陸器和“玉兔號(hào)”月球車,對(duì)月球表面和前表層進(jìn)行就位探測(cè),并搭建月面天文臺(tái),開(kāi)展月面天文觀測(cè)。在“嫦娥3號(hào)”探測(cè)任務(wù)中,基于優(yōu)化的DOR下行信號(hào)設(shè)計(jì)理念,中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從地球上對(duì)地球以外另一個(gè)星體上的兩個(gè)探測(cè)器厘米精度的相對(duì)位置測(cè)定,這在國(guó)際上尚屬首次。這次任務(wù)進(jìn)一步驗(yàn)證了無(wú)線電開(kāi)環(huán)3向測(cè)速、微碼側(cè)音組合測(cè)距、相位測(cè)距技術(shù)。這些技術(shù)的成功驗(yàn)證,預(yù)示著除了月球激光測(cè)距技術(shù)以外,更多的無(wú)線電波段高精度測(cè)量技術(shù)可以用于月球歷表的改進(jìn)、月球物理天平動(dòng)和潮汐的監(jiān)視測(cè)量,以及可以有更多的地面臺(tái)站參與對(duì)月球動(dòng)力學(xué)的觀測(cè)研究。在月球行星遙感探測(cè)取得了巨大成就的今天,無(wú)線電波段高精度測(cè)量技術(shù)行星探測(cè)任務(wù)中CASSINI計(jì)劃的成功以及INSIGHT計(jì)劃的實(shí)施,預(yù)示著對(duì)月球行星內(nèi)部和月球行星動(dòng)力學(xué)的探測(cè)將成為未來(lái)月球探測(cè)的重點(diǎn)方向之一。

基于上述背景,在中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作2014年度俄烏白專項(xiàng)中俄月球動(dòng)力學(xué)合作研究項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院月球與深空探測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持下, 2014年6月2—6日,于中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)召開(kāi)了俄烏白合作項(xiàng)目研討會(huì)暨嫦娥月球動(dòng)力學(xué)科學(xué)討論會(huì),來(lái)自國(guó)內(nèi)外的65位專家與代表參加了本次會(huì)議。研討會(huì)內(nèi)容涉及月球激光測(cè)距、干涉測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用、月球自轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)、月球火成動(dòng)力學(xué)、月球與行星遙感探測(cè)等方面。與會(huì)專家及代表認(rèn)為:目前的月面反射器的分布范圍存在局限,有理由在月球正面邊緣區(qū)域設(shè)置分布范圍更廣的反射器網(wǎng)絡(luò);基于無(wú)線電發(fā)射和鎖相轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),在月面設(shè)置更多的無(wú)線電信標(biāo);綜合多種技術(shù)推進(jìn)月球動(dòng)力學(xué)探測(cè)的發(fā)展。

在《深空探測(cè)學(xué)報(bào)》的支持下,本次會(huì)議所收集的部分精彩報(bào)告文稿以“月球動(dòng)力學(xué)專輯”的方式出版發(fā)表。專輯在刊出中文版詳細(xì)摘要的同時(shí),在線發(fā)表中英文對(duì)照版本,拋磚引玉,介紹我國(guó)月球動(dòng)力學(xué)探測(cè)的研究和技術(shù)研發(fā)狀況,并展示國(guó)際上相關(guān)聯(lián)團(tuán)隊(duì)的成果和進(jìn)展。特別地,對(duì)使用近期的月面著陸器(如“嫦娥3/4號(hào)”“月球-全球/資源號(hào)”“月女神2號(hào)”)開(kāi)展月球自轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)探測(cè)的可行性、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及預(yù)期的成果進(jìn)行了分析展望。同時(shí),以此為契機(jī)介紹追趕國(guó)際月球行星探測(cè)技術(shù)方法前沿的潛在“捷徑”,并探討對(duì)“活著的月球”進(jìn)行探測(cè)的科學(xué)目標(biāo)和意義。