“小时不识月,呼作白玉盘。又疑 瑶台镜,飞在青云端……”诗仙李白《古朗月行》中的描述想必是很多人小时候对月亮的美好印象。作为茫茫夜空中那最熟悉、最醒人眼目的天体,不禁让人充满向往。
1969年7月16日,美国三位宇航员尼尔•奥尔登•阿姆斯特朗、巴兹•奥尔德林、迈克尔•柯林斯驾驶着阿波罗11号宇宙飞船,跨过38万公里的征程,承载着全人类的梦想踏上了月球表面。
而在2004年1月,中国正式开展月球探测工程,并给其取了一个充满文化色彩和浪漫色彩的名字一一“嫦娥工程”。嫦娥工程分为无人月球探测、载人登月和建立月球基地三个阶段。第一阶段确定了“绕、落、回”三步走战略规划,随着嫦娥五号的成功返回,已全部完成。
月球真面貌
月球是地球唯一的天然卫星,目前推测月球成形于45亿年前,在地球形成后不久。关于月球的起源众说风云,当今有众多事实证据支持的说法是“大碰撞起源说”,即月球由地球与火星般大小的天体“忒伊亚”之间一次巨大撞击所产生的碎片聚集而成。
其实月球上根本没有神话里的嫦娥,也没有那颗巨大的桂树,更不用说什么琼楼玉宇。月球正面大量分布着由火山喷出的玄武岩熔岩流充填的巨大撞击坑,形成了广阔的平原,称为“月海”,但这个“海” 里面没有一滴水。
月球是天空中除了太阳最亮的天体,夜晚的月亮总是呈现皎洁的白色,但是月球实际上不会发光,只会发射太阳的光,并且随着日月间角距离和地月间距离的改变,月球的亮度也在不断变化。
在神话传说里,月球被称为“广寒宫”,但是月球表面的温度可不仅仅是寒冷。月球表面没有大气,再加上表面物质的热容量和导热率很低,导致了月球表面昼夜温差很大。白天月球表面在阳光垂直照射的地方温度高达127℃,而夜晚其表面温度可低到-183℃。
月球宝藏 氦-3
2020年12月17日,嫦娥五号返回舱在内蒙古顺利着陆,这一趟月球之旅可谓满载而归。本次任务嫦娥五号共计带回1731克月壤样品,在后续研究中,测量月壤样品中的氦-3含量是非常重要的一个项目。
氦-3是氦元素的一种同位素,氦在球上十分稀有,且地球的氦多以氦-4形式存在,而氦-3的含量仅仅是氦-4的百万分之一,是稀有中的极度稀有。月球表面的氦-3来自太阳的热核反应,但与地球不同的是,月球表面并不像地球那样有大气层和地磁场的存在,因此无法屏蔽来自太阳中的大部分物质。氦-3沉积在月球表面的钛铁矿中,这种矿物在月壤成分中占比约10%,初步估计月球上的氦-3总储量在数万吨到上百万吨。
氦-3可以作为核聚变材料,在释放大量能量的同时,与其他核聚变相比,释放的放射线比较少,算是较为“纯净”的核聚变反应。如果将月球上的氦-3全部用于核聚变,其产生的能量估计能够人类用上千年。但是由于目前人类科学技术、生产水平有限,如此利用氦-3只是美好幻想。
“玉兔”历险记
嫦娥三号和嫦娥四号分别搭载了玉兔号和玉兔二号月球车,两辆月球车在任务完成过程中都展现出了优秀能力。2016年7月,玉兔号 月球车超额完成任务,停止工作。玉兔号预期服役3个月,超长服役两年之多。而玉兔二号已在月球出差4年,至今还在岗工作。这些时间直接明了地表现了中国制造月球车的高水平、高质量。
玉兔号作为我国首辆月球车,虽然经历了多次故障,但是借助机械手、全景相机、测月雷达等仪器高精度地完成了月壤探测、巡视探测任务。其所探测到的地质资料和相关科研成果发布在了世界顶级科学期刊《科学》上,也是自中国探月工程实施以来,首次在国际顶级学术期刊上发表科学成果。
玉兔二号则是在平时看不到的月球背面进行工作,相关科研团队其携带的探月雷达首次揭示了月球背面着陆区域地下40米深度内的地质分层结构,发现地下物质由低损耗的月壤物质和大小不同的大量石块组成。这一研究成果对于了解撞击过程对月表的改造、火山活动规模与历史等具有非常重要的意义。后来玉兔二号更是第一次在月球表面撞击坑内发现了原本不属于月球的特殊残留物。
2022年1月6日接近午夜时刻,玉兔二号月球车行驶里程突破1000米,达到1003.9米。目前处于第38月昼工作期,工况正常。让我们期待有更惊喜的发现等着玉兔二号去探索。
随着科学技术不断发展,人类重返月球的热潮兴起,新一代月球车也将出现。
从嫦娥一号升空,到嫦娥五号携月壤返回,中国人一步步将“上九天揽月”的神话变为现实。相信未来中国航天人会把自己的脚印留在月球表面,一颗颗探测器将承载着中国人的梦想奔向月球。
神奇的潮汐现象
潮汐是海水周期性涨落现象,因白天为朝,夜晚为夕,所以把白天出现的海水涨落称为“潮”,夜晚出现的海水涨落称为“汐”。引起海水涨落的引潮力,虽然起因是太阳和月球的引力,但又不是太阳和月球的绝对引力,而是被吸引海水所受到的引力和地心所受到的引力之差。
潮汐的变化影响着人们的生产生活。在我国沿海分布着许多海洋站,这些海洋站随时记录着当地潮汐的情况,并且将这些信息传达到国家海洋信息中心,根据这些信息进行分析、计算,制作出我国及世界各地主要港口潮汐时刻表,为航海、海上捕鱼、养殖、海洋工程等活动做好保障。
潮汐中还蕴藏着巨大能量,潮汐发电就是靠潮汐的落差来实现的,目前,我国建成了十多座潮汐电站。潮汐电站既不浪费能源,也不污染环境,创造了巨大利益。
来源: 江苏青少年科学素质手册
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