中国嫦娥六号主要任务是降落到月球背面,并采样返回地球,这是众所周知的。有趣的是,嫦娥六号居然还要往月球背面放置一套反光镜,这是干什么的呢?在地球上根本看不到月球背面,难道是要给外星人看的吗?我是东城观星,再跟大家聊聊探月的话题。
嫦娥六号在主任务之外,还搭载了一些国际合作载荷,其中有一个载荷是意大利的激光角反射器,说白了,就是用来反射激光的镜子。这样的镜子放到月球正面,还比较好理解,毕竟我们可以从地球上发射激光进行探测。放到月球背面的话,那是无法在地球上看到的,难道是意大利用来搞笑的?
在月球正面放置激光反射器早就不是什么新鲜事了,早在1969年,美国的阿波罗11号,就往月球上放置了第一个激光反射器。通过这个激光反射器,人类精准测定了地球到月球的距离,探测的精度达到厘米级。后面,人类又陆陆续续往月球上放置了好几个激光反射器。其中阿波罗飞船一共放置了三个,俄罗斯的两个月球车各携带一个,上个世纪人类一共往月球上放置了五个激光反射器。
通过这些激光反射器,人类不仅能知道月球到地球的精准距离,还能对月球的轨道进行精准监控。通过对月球轨道的精准监控,能够制作出精准的月球历表,让日食和月食的预测更准确。还能让月球探测器发射更加精准,提前掌握更精准的发射轨道,就可以节省燃料、延长工作寿命。
不仅如此,通过对地月距离高精度的监测,人类还发现月球并不是在一条固定的轨道上运动,而是离地球越来越远,每年远离地球3.8厘米。虽然3.8厘米相对于地球到月球的距离38万公里来说连九牛一毛都算不上,但积少成多,10万年以后就会远离3.8公里,百万年以后就远离38公里,十亿年以后就远离3.8万公里,如果月球加速远离的话,数据就不止这么多了,月球终将离我们越来越远。
这还不算完,精准测量月球到地球的距离,还可以帮助科学家验证爱因斯坦的相对论。精准测量这个距离,也能帮人类更好地研究地球和月球的内部结构。总之,月球上放上一块镜子,就像把胃镜伸到胃里一样,让人类加深了对月球的认知。
但是,把镜子装到月球背面,是无法实现以上这些功能的,因为在月球背面的镜子,地球上根本看不见。中国和意大利为啥还要把镜子放到月球背面呢?
其实,把镜子放到月球背面,并不是让地球上的人类看的。远离地球的那些星星理论上倒是可以看见,说外星人可以看到那面镜子倒也并非天方夜谭。当然这么小的镜子,外星人如果不是科技特别发达的话,看到的机会十分渺茫,别说月球上的小镜子,离开太阳系,哪怕是月球也很难被观察到。哪怕在火星上观测,装到嫦娥六号上的小镜子,也不太容易被观察到,但至少是有机会看到的,而在地球上连直接看到的机会都没有。
未来也许人类真的会在火星上往月球发射激光,通过月球背面的镜子反光来精准探测火星到月球的距离,甚至火星到地球的距离。但是,嫦娥六号携带的镜子显然也不是给将来登上火星的人类准备的。
那这面镜子究竟有什么用呢?用途还是很大的。这面镜子是给围绕月球旋转的卫星使用的。固定在月球表面的激光角反射器,可以给卫星提供精准的导航。我们在地球上已经习惯了卫星导航,去一个陌生的地方,不管是开车还是走路,往往都会借助卫星导航。在地球上,我们可以一口气发射几十个卫星,在地球外围形成高精度的卫星导航系统。但我们往月球轨道发射卫星,成本远远高于地球的导航卫星,快速建立一个精准的导航卫星网络,是不太可能的。
然而,随着人类探月任务复杂程度越来越高,对月球探测器的精准导航也逐渐提上日程。比如,嫦娥六号,可以说是人类有史以来难度最大的一次月球软着陆,要求能提供精准的月球导航服务。如果导航不精准,嫦娥六号,很容易在降落阶段或者返回阶段出现意外,一不小心就会任务彻底失败。大概有四个卫星、一个嫦娥四号,会为嫦娥六号精准着陆提供导航服务。未来的载人探月工程,对于降落精准度的要求还会更高。建设一套高精准、低成本的月球导航卫星系统非常必要。
嫦娥六号的激光角反射器,就是为月球导航服务的。环绕地球轨道上的卫星,在地面设施的加持下,已经可以非常精准地控制自身轨道了。但在环绕月球轨道运行的卫星,缺少地面设施的引导,完全靠自身去探测飞行高度,存在比较大的轨道误差。如果这样的卫星只是做月球远程探测,还不会有太大的问题。但如果用它来进行导航的话,就会有比较大的偏差。
安装在月球表面的激光角反射器,就能很好地解决这样的问题。激光角反射器是固定在月球表面的,卫星用激光照射反射器,再接收反射回的激光,从而计算卫星到月球表面的精准距离,也就能高精准地把握卫星自身的轨道了。用这样的卫星再给准备降落的航天器提供导航服务,就靠谱多了。
有朋友可能会说了,月球正面已经有激光角反射器了,完全可以给卫星提供精准导航服务,为啥还要到月球背面安装反射器呢?因为月球和地球一样,是不规则的球体,而且月球表面地形复杂凹凸不平,正面的反射器并不能很好地替代月球背面的反射器。尤其是即将降落月球背面的探测器,更需要月球背面有更高精度的导航支持。
值得一提的是,并不是只有中国和意大利想到了可以用安置到月球表面的反射器来给月球卫星或探测器提供导航服务。美国也想到了应该这样做。进入21世纪,美国曾多次试图往月球上放置激光反射器,但都失败了。直到印度月球探测器着陆成功,美国才有了难得的测试机会,利用已经停止工作的月球探测器上放置的反射器,来验证激光导航技术。
不知道嫦娥六号到位以后,美国会不会再用嫦娥六号来进行激光导航服务验证。当然,中国自己肯定是会用嫦娥六号的激光反射器进行卫星轨道定位技术验证的。通过几年验证,未来中国探测月球的着陆精度只会越来越高。
就说这么多吧?你觉得禁止跟中国进行航天合作的美国,会利用嫦娥六号的激光反射器进行技术验证甚至完善导航服务吗?欢迎在评论区讨论一下。
我是东城观星,关注我,定期给大家讲点高科技的知识。
这次带了几个国家的载荷,都是出钱才给带的。
在登陆月球之前应该设计好月球日历,登陆月球后记得把月球日历带到月球基地办公,在月球上办公必须要有月球日历,难道你在月球基地办公还在用地球上的日历吗?所以以后上火星也必须要有火星日历,每登录一个星球就设计一个星球的日历,这才是生活的开始……
阿土豪的300亿月球车,这次会带吗?
给三体人看的
其实我们留给其他国家的载荷很少,探测器?月球背面没有信号,放面镜子意思下得了。
用来标定月背参考点的吧?
美国说我用意大利的不是用的你的