欧洲探测器“智能一号”（SMART-1）号于北京时间2006年9月3号13时42分22秒按计划成功撞击月球。撞击过程中激起大量月球尘埃。据欧洲宇航局表示，目前没有观察到撞击过程出现水漂现象。此前曾有天文学家称，这次撞击将成为人类历史上最大的“打水漂”游戏，因为“智能一号”将以大约1度的角度斜切撞向月球表面的一个名叫“卓越湖”的陨坑，科学家希望它在月球表面弹跳起至少一次，这一过程就像扔出的瓦片在水面上不停跳过一样，所以被比作“打水漂”游戏。
欧洲月球探测器智能1号撞击月球的13个疑问
1. 撞击前还有些什么样的准备工作未完成? 解答：调整轨道，如果“智能一号”探测器继续留在以前的月球轨道上，撞击时间应该在8月17号，撞击地点也本应在月球表面的另一端，即背离地球的另一面。而从6月19日到7月2日为期两周的考察决定，选择8月17号这个时间并不成熟，“智能一号”临时调整轨道，这样可以多出三周的时间继续考察。 7月27号和28号,“智能一号”探测器又进行了部分考察工作,而9月1号和2号,科学家对“智能一号”的轨道还继续进行了微调。 (最近一次轨道调整已经完成，探测器近月点高度已经上升近600米) 2、为什么选择在9月3号这个日期？这一天有什么特殊之处？ 解答：之所以选择9月3号是出于以下两方面考虑：一是进一步从轨道上获取有关月球的高分辨率照片，二是使地球上各个天文望远镜更好地观测撞击。 位于德国达姆施塔特的欧洲太空运作中心(ESOC)的探测器控制小组专家在6月19号到7月2号期间进行了为期两周的考察才做出了这个决定。如果按照原计划在8月中期撞击，撞击地点就会在背离地球的另一面，这对于科学观测等都十分不利。正如上面提到的，撞击时间往后推迟三周可以多出三周的宽限时间，更好地保证任务的完成。 9月3号当天，“智能一号”探测器的近月点将与撞击地点重合，撞击点位于月球西南面的被称为"卓越湖"的火山平原，撞击点位于月球南纬中纬度地区。从科学角度来看，撞击点具有重大的研究价值。撞击地点是火山平原，周围环绕着高地，而且撞击点土壤里矿物质呈现多样性。 撞击发生时，撞击点位于月球的近地面，且处于黑暗之中，接近月球上的明暗界限。所谓的明暗界限就是划分月球光面和夜面的分界线。撞击点所属的区域将不会受到太阳光线的照射，但是却能被地球上反射的太阳光微弱的照亮。把撞击点选在月球的夜面是防止碰撞产生月光的闪耀不利于观测。“智能一号”探测器每5小时飞临撞击点上空一次。撞击发生时，地球上可以看见月球表面的四分之一。 3. 撞击月球的过程可以从地球上观测到吗？ 解答：9月3号是从地面观测的最理想时间。事实上，满月时皎洁的月光会使地面上完全无法观测撞击，而新月时对地面观测者来说同样很难观测撞击情况，因为太阳落山后，只有几秒钟的时间能够看见新月。另外，撞击发生在月球的夜面十分有利于探测撞击产生的光焰。 数字模拟和实验目的都是为了帮助理解和预测相关观测现象，但是事实证明，预测十分困难，因为“智能一号”撞击的情况十分特殊，撞击速度只有2千米/秒，入射角度几乎和月球表面平行。 各国专业和业余的天文学家在撞击前和撞击同时都会对撞击地点进行观察。到目前为止，特长基线干涉仪(VLBI)和射电天文台网络、南非大型望远镜(South African Large Telescope SALT)、西班牙的Calar Alto天文台、西班牙的欧洲太空署光学地面站(OGS)、巴西的CEA Cariri天文台、阿根廷国家望远镜、美国弗州技术机器人望远镜、美国望远镜、NASA国际互联网研究专门工作组、加拿大与法国的CFHT望远镜、夏威夷的日本Subaru Auxiliary望远镜和全球许多业余和专业的天文望远镜等都表示会对此进行跟踪观察。
4、如何保证撞击时间为9月3日？如果“智能一号”探测器按预定的北京时间13:41撞击月球的话，那么位于南美洲和西北美洲，夏威夷可能还有澳洲的大型天文望远镜可以看得很清楚。如果“智能一号”提前一圈于北京时间08:36撞击的话，那么，加那利群岛和南美洲有最佳的观测位置。只有当“智能一号”探测器再提前一圈于北京时间9月3日凌晨3：33撞击月球时，欧洲大陆和非洲才能成为最佳的观测位置。
解答：撞击时间是由6月19日至7月2日对推进器的操作来决定的(还包括7月27日和28日对轨道作出的修正)。 在设计撞击时间时，考虑到了日-地-月三者之间摄动的影响，这种摄动使“智能1号”的近月点在每一个轨道下落1千米。 在确定撞击轨道时，欧洲宇航局飞船控制专家也考虑到了肼燃料推进器对飞船轨道的微扰，以及其他一些引力微扰。此外，如果有必要的话，在9月1日和2日之间有一个调整窗口允许对飞船轨道作进一步修正，保证原计划的撞击时间使地面观测能够进行。 目前使飞船撞击时间仍难以确定的主要因素是还不完全清楚的月球的地形。目前，我们对月球地形最完整的了解是从美国1994年“克莱门捅任务的激光测高实验中获得的数据，该实验每隔1公里进行一次取样，测量一次海拔值。对两个取样点之间的区域，人为的假定没有突出的山峰，而是使用插值法进行估计。 然而，目前仍有可能在“智能1号”螺旋形轨道中出现未知山峰。这意味着如果出现一个约1公里高的山峰，“智能1号”可能在英国时间0点37分时撞向地面，当时飞船据月球高度只有800米。这将比预定的撞击时间要早。换句话说，“智能1号”最后的低海拔飞行将是在一块地形未知的地区进行的。不过，“智能1号”有望为未来的月球探索提供更详细的地形图。 5.故意的用这么昂贵的仪器去“撞”月球是不是一种浪费？ 解答：如果摆脱月球的引力进入宇宙深处将意味着整个科研进程的结束。实际上，当“智能一号”探测器抵达它绕月球的预定轨道的时候，还剩有足够大的推动燃料供它在轨道内运行，但是无法摆脱月球引力。探测器实际上成为了月球的俘虏，作为一个无法回收的探测器，撞击不是一个浪费的选择。 当探测器围绕月球运行的时候，它会受到来自太阳、地球以及月球本身的不规则引力作用的牵制，所有这一切都会干扰他的预定运行轨道。这样的话，除非携带有足够多的燃料供它摆脱月球引力，否则探测器早晚会撞到月球表面。 “智能一号”探测器目前在太空中停留的时间已经超过了计划启动时的预计时间，他的试验性的太阳能等离子发动机还是很有效率的。但是，在2005年3月智能一号抵达月球轨道的时候，仅仅剩下了7公斤推进燃料--瓶装的氙气。为了再次推动它在轨道内的运行和避免过早的撞击月球，我们在2005年夏天已经用完了所有剩下的氙气。正是因为智能一号所携带的燃料已经耗尽，我们无法在重新推进它的轨道内运转，它剩下的任务就是为人类献身，当时计划于2006年8月17日在月球距地球较远的一侧进行撞击，这对想进行观测的天文学家和天文爱好者来说并不是太好的消息，所以地面控制组用了一种非常灵活的方式(使用连氨推动器)使得智能一号延长了三个星期的运行时间。这足以改变探测器的轨道，使得撞击点转移到月球距地球较近的一侧，这样观测者们可以较为清晰的看到这一奇观。但是，我要提醒所有的观测者，由于太接近月球表面，某一座环形山可能会挡住智能一号的“撞击之路”，所以实际的撞击时间可能会比预定的早。 6.为什么不把“智能一号”送入远太空呢？ 解答：摆脱月球的引力进入宇宙深处将意味着整个科研进程的结束。实际上，当“智能一号”探测器抵达它绕月球的预定轨道的时候，还剩有足够大的推动燃料供它在轨道内运行，但是无法摆脱月球引力，探测器实际上会成为月球的俘虏。它已经无法进入太空深入了。
7、某些人认为以“智能一号”撞击月球的做法过于莽撞，可能会带来危险，欧洲航天局是否考虑过此举会给地球造成威胁？ 解答：撞击不会给地球造成威胁，“智能一号”的体积并不大，飞行速度也不是很快，由它撞击所产生的岩石碎片不可能到达地球，智能一号的垂直冲撞速度仅为70千米每小时，比很多雪橇运动员的滑行速度还要慢 。 智能一号本身在月球上活动时会受到月球引力的牵引，由它撞击所产生的任何物质也无法抗拒月球的引力，逃逸到太空中来。 ，因此也不会给地球带来危险。 8、“智能一号”的撞击是非会对月球产生危害？ 解答：1959年，俄罗斯的Luna-2探测器在月球硬着陆,这是第1个撞击月球表面的人造飞行器。此后大约50年的时间里其他飞行器也对月球进行过撞击，智能一号此次的撞击将会是迄今为止最温和的。 当“智能一号”进入月球的外层空间，它将会以每秒2公里的速度航行，这个速度是远低于太空中其他流星体。以狮子座的流星雨为例，那时流星体是以每秒70公里的速度撞击月球的，流星体内部蕴涵的能量则是以速度的平方增长，撞击强度可想而知。智能一号这次的撞击也采取了倾斜的角度，如果不幸发生偏差，智能一号可能会以每小时7000公里的速度撞上悬崖，不过最有可能存出现的情况还是--智能一号在月球表面平坦地域滑行一段距离以后以每小时70公里的垂直速度进行撞击。 在撞击后，智能一号会紧急刹车，在他前方和两侧扬起大量的灰尘，看起来像蝴蝶的两翼。经过智能一号的撞击会在月球表面形成一个方圆3-10米深1米的坑。月球上有近10万个方圆达4公里的坑，每天的小流星体的撞击留下的痕迹也比智能一号的撞击明显，所以远景观测看不出有什么差别。 国际公约不允许飞行器污染其他行星和月球，欧洲航天局谨遵自己的法律责任，和任何保护行星的条款。 9、欧洲探测器撞月会造成污染吗？然而撞击完成之后，这些来自地球人类文明的残留物，会不会给月球造成污染呢？ 解答：制造“智能一号”探测器和探测器上的仪器的化学元素在月球上都是自然存在的。如铝和铁在月球上就非常普遍。氢、碳和氮虽然在月球上非常稀缺，但是他们会随着太阳风刮到月球表面，有时也会随着彗星的碎片来到月球。彗星的碎片除上上述那些元素外，还有会带来大量的其它元素。从这点来看，“智能一号”探测器也算是一个彗星，只不过它是人造的而已。在探测器的推进器中残留的少量肼会在撞击瞬间燃烧。 10、探测器撞击后会在月球上面留下残骸，那么美丽的月球不就变成了废旧卫星的垃圾场了吗？ 解答：我们不认为这是垃圾。虽然“智能一号”探测器撞击月球的速度相对来说是比较低的，但是与之前撞击月球的人造卫星相比，它留下的残留物只会更少。探测器肯定是会损坏的，探测器上的太阳能板会撞成碎片，但是“智能一号”探测器上的主体会残留在月球上面。我们认为“智能一号”探测器的残骸是欧洲探索太空的一个里程碑。 11、科学家能从探测器撞月中获得新成果吗？ 解答：在撞月之前，探测器会提供月球表面风光的新图片。在撞击是在月球表面的阴影处进行的，我们并不期望在探测器撞击的最后瞬间，借着撞击产生的光亮看到太多的东西。我们期待的是撞击后的景象。 在探测器接近月球的过程中，其携带的摄像机将能够以“斜视”的角度拍摄某些月球表面区域的照片。而此前，人类只能获得相同区域的一些垂直角度拍摄的照片。因此“智能一号”将使人类获得月球表面该区域的三维图像。此外，探测器携带的红外线及X射线分光计等设备也将有机会以前所未有的近距离视野对月球表面进行观测，获得宝贵数据。 探测器还会溅起月球表面的岩石尘埃等，形成大约5公里宽的尘埃带。尘埃带将会持续5至10分钟。届时而地球上的科学家将能借助高精度望远镜等观测设备对此进行观测。按计划，探测器最终将以大约1度的极小角度撞向月球，并在月球表面滑行一小段，以扬起尘埃，就宛如“蝴蝶的翅膀”一样。 通过对“蝴蝶的翅膀”的形态和运动进行光谱分析，科学家有望检测到一些原先在月球表面之下的物质。这一探测方法，与美国宇航局去年7月进行的“深度撞击”相同。 除非扬起的尘埃带超过20公里，否则科学家将只依靠地球反射到月球上的昏暗光线进行观测。如果超过20公里的话，尘埃带将会受到数分钟的太阳光照射，到时业余天文爱好者也可以通过双筒望远镜和小型望远镜进行观测。 12.无论如何，“智能一号”的撞击将意味着其使命的完结，我们从“智能一号”的发射到撞击中得到了什么？ 解答：SMART是英文Small Mission for Advanced Research in Techology的缩写，可 译为“小型先进技术研究任务”。“智能一号”月球探测器上使用的一个主要的技术 就是太阳能-电推进技术，该技术也是首次使用于航天器的星际间航行，同引力援助 控制技术相结合，“智能一号”成功的抵达了月球轨道并开始探测。“智能一号”使用的这一推进系统将被应用于欧洲宇航局的水星探测器“比皮-科伦坡(BepiColombo )”号上。 “智能一号”上还测试了用于航天器上的未来外层空间通讯技术，使用这一技术可以 达到航天器的自动导航目的，以及一些微型化科学仪器，通过可见光、红外线和X射 线来检测星球的表面情况，这些设备都在此次的探月任务中得到了应用。“比皮-科 伦坡(BepiColombo)”号水星探测器及其他一些探测器到时也将携带相似的设备。 仅就月球探测本身来说，“智能一号”探测器主要对过去月球上所受到的撞击进行了 研究。此前计划对月球近轨探测的时间为4个月，而实际却进行了16个月，“智能一 号”上的照相设备对月球上大大小小的陨坑进行了大量的记录，并形成了一个巨大的 陨坑图像库。此前对月球的两极的精确资料不是十分完整，通过此次的探测，进行了 大量的补充。探测器上的红外设备通过对陨坑的不同部分的测量以及光谱对比，对月 球表面的土壤成分改变情况有了更好的了解，在撞击过程中还将对月表土壤的组成进 行进一步分析。 研究月球的科学家们此前认为月球所遭受的最大的一次撞击来源于地球刚形成时，大约在45亿年前，一次巨大的撞击使得月球从地球上脱离出去。“智能一号”上的X射线设备目前已经收集了一些最有用的信息，这些信息包括了月球表面物质的不同组成。一旦这些信息被最终分析后，对于月球的起源问题将真相大白。虽然此次的“智能一号”探测器的任务即将完结，科学家们对所搜集到的资料将进行为期数年的研究。 13、此次行动将代表了欧洲探月计划的终结吗？ 解答：显然不是。在一到两年内，印度首个无人航天器“月球初航”(Chandrayaan-1)将进入月球轨道，而且“月球初航”还将携带和“智能1号”相同的两个探测器，红外探测器和X射线探测器。 “智能一号”小组和欧洲的专家们已经做好准备和中国、日本、印度和美国进行合作，准备进行下一步的探月计划。而 “智能一号”给我们带来的数据，将会大大有利于将来的登月计划，包括机器人登月，甚至是人类重返月球的壮举。
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发表于 2014-9-12 08:04:33
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