论坛风格切换切换到宽版
  • 1071阅读
  • 4回复

月球科普 [复制链接]

上一主题 下一主题
离线吴伟
 

只看楼主 倒序阅读 0 发表于: 2020-10-15
每当夜晚来临,月亮缓缓升起,矗立在大地之上,此时我们能更好地感受宇宙地深邃与广大。而你是以什么样的心情面对夜空中光芒最盛的月亮的,习以为常还是惊叹好奇?

月球是离地球最近的天体,亮度也仅次于太阳。自古以来,人类就对月球寄予各种遐想和赞美。在古希腊神话,人们想象有能力超群的月亮女神阿尔忒弥斯。在中国,传说月宫住着美丽的嫦娥仙子,还有玉兔捣药、吴刚伐桂等美好的想象。当然,还有巴巴望着月亮的猪八戒……

说起月球,可能很多小伙伴先想到的就是各种阴谋论,什么外星人基地,什么月球中心是中空的。但这不是我们做科普该说的内容,有没有咱也不知道。咱们还是先从月球的起源开始说起。

月球的起源与演化是人类面临的最基本的月球科学问题,也是月球探测的永恒主题和最终归宿。

传说中,一个老人在挖掘的过程中发现一个闪闪发亮的东西,他把它握在手中,它越长越大,最后逃向天空,变成了月亮。传说,总是有一种朴素的浪漫,而科学,则充满想象的魅力!科学家们关于月球的起源,历来有很多假说,主要有捕获说、共振潮汐分裂说。随着科学的发展,大碰撞分裂学说得到越来越多的观测和实验证据的支持,成为大多数科学家认同的学说。

捕获学说:月球的平均密度和化学成分不同于地球,依据这一特征,人们认为,在45亿年前的起源之初,太阳系到处都是拥挤的气体和尘埃颗粒,地球和月球分别在不同的星云团中形成。

地球和月球形成之后沿着相交的轨道绕着太阳运动,由于地月轨道变化,当月球处在一到十个地球半径范围内,被地球引力捕获,成为地球的一颗卫星。

大约在14亿年前,月球离地球只有几万公里,由于潮汐摩擦力,地球自转周期减慢,慢慢把月球向远处推开,最终演变成现在的状态。

现在平均地月之间平均距离为三十八万公里,并且,由于地球自转速度减慢,月球每年以3.8厘米左右的距离远离地球。

共振潮汐分裂学说:这个学说认为,地球在形成伊始呈现熔融态,类似于熔浆状态,由于潮汐共振,在赤道面的一部分熔融体分裂,冷凝后形成月球。与此相似的的另一种假说认为,在地球形成的时候,铀元素比现在多得多,由于地球高速自转,铀元素向赤道地区富集,最终引发剧烈核爆炸,爆炸溅射出去的物质形成现在的月球。这是一个疯狂的想法,但是对此表示严重的怀疑。

近三十年来,大碰撞分裂假说成为大多数学者支持的学说。在地球形成早期,一颗与火星大小相同的天体撞击地球,撞击溅射出大量物质,这些撞击碎片在引力作用下聚集形成了月球。

大碰撞得出下列事件的发生顺序,当地球演变达到目前大小时,它受到一个体积略大于火星的天体以每秒五公里的速度撞击,碰撞使天体分裂,大量物质进入环绕地球轨道。进入轨道的物质通过角动量转移最终全部进入洛希极限(大约两万公里)以外,这些物质聚集起来形成熔融的月球并随着时间推移慢慢冷却。

这个假说很好的解释了为什么月球平均密度比其他类地行星低,质量小,挥发性元素严重亏损而难熔物质比较富集等一系列事实。

关于月球的起源啊,本来我想只介绍大碰撞假说就好了,但是这样一来就使得这个科学过程失真了,在月球起源假说建立的过程中,人类发挥了无与伦比的想象力,这才是最精彩的部分。我认为,科普不能简单的分享知识,科学不是一下子建立起来的,分享科学建立的过程或许比分享知识本身更具有意义。

接下来我们说一下人类对月球的探测,这是一段惊心动魄的历史,为此,人类几乎用了所有的智慧。

在古代,人类对月球的观测都是用肉眼完成的。到了伽利略时代,伽利略利用望远镜观测月球,绘制成第一张月球正面图。

进入二十世纪五十年代,人类进入了月球空间探测时代,特别是在1958年到1976年间,由于美苏争霸,人类对地球的探测活动进入有史以来的最高峰。在这一阶段,所有的探测活动都是由美国和苏联两个超级大国完成的。苏联解体之后,美国、欧空局、日本、印度和中国对月球展开了一定规模的探测活动。

1958年到1976年之间,美国和前苏联共发射了108颗月球探测器,其中美国47颗,前苏联61颗,这些飞船有69颗无人探测器和9艘载人月球飞船成功或者部分成功发射,一共采集了约382.0211千克珍贵的月球样品。

需要特别指出的是,阿波罗一号飞船在技术尚未攻克的情况下仓促上马,导致三名宇航员丧失了生命,在此,向所有探索未知的先驱者致敬!

根据公布的情况,美国先后发射5次“先驱者”系列探测器、7次“徘徊者”系列探测器、7次“勘测者”系列探测器、5次“月球轨道”系列探测器、1次“探险者”系列探测器和11次“阿波罗”系列探测器,共计36次。前苏联主要发射24luna系列探测器、5zond系列探测器。其中美国成功22颗,前苏联成功20次。

在阿波罗之前,前苏联在月球探测方面一直遥遥领先,特别是在飞越月球、硬着陆、软着陆和轨道器方面。但是,由于用于载人登月的N1火箭实验四次都未能成功,苏联无奈宣布无意与美国争夺登月第一名的荣誉。

而美国胜利在载人登月项目,也是最终的胜利者(因为前苏联没了)。阿波罗一号发射失败之后,美国的做法一直比较谨慎,直到1968年阿波罗8号才实现第一次载人绕月飞行。1969716日,阿波罗11号成功发射,720日,阿姆斯特朗和奥尔德林跨出登月舱,踏上月面,月球第一次有了人类的足迹。阿姆斯特朗成为第一个在月球行走的人,并说出了那句名言:“这是个人迈出的一小步,却是人类迈出的一大步。”(That’s one small step fora man, one giant leap for mankind.

人类实现了千年的登月梦想。登月,绝对是整个人类历史上最浪漫的事之一!中华民族是最早对月球寄予遐想的民族之一,势必也要亲自完成这一壮举,让月球上面也留下中国人的足迹。

200431号,我国开启嫦娥工程,由欧阳自远院士担任首席科学家。

到目前为止,我国已经成功发射嫦娥一号、二号、三号和四号,获取了大量的科学数据。今年年底,我国计划用长征五号发射嫦娥五号月球采样返回器,实现月球土壤岩石采样返回。

按照计划,嫦娥七号将开启模拟载人登月,届时将用我国的大推力火箭长征9号将探测器发射升空。相信经过几次的论证模拟实验,我国一定可以实现中华民族千年的梦想。

月球一直是人类好奇的对象,我们好奇它的历史,我们也关心它的未来,从某种意义上来说,我们是关心人类自己的命运。月球的存在和地球的生命息息相关,月球引力稳定地球的倾角,使得地球上的生命免受极端气候变化的困扰。了解月球就是了解我们自己,今天人类所作的一切,勘探月球地形,研究月球土壤、矿物等等,都是为了弄明白月球的起源问题,以及它将如何演化。

正如开头说的,月球的起源与演化,是月球探测的永恒主题和最终归宿。

离线吴伟

只看该作者 1 发表于: 2020-10-15
这个本来要做成视频的,素材都已经找好了,但是一直没有时间。这也是一个系列,还有后续内容,会继续添加。
离线杨秀春

只看该作者 2 发表于: 2020-10-15
文章很精彩。期待吴老师的系列视频。

内容来自[手机版]
离线彭清苓

只看该作者 3 发表于: 2020-10-15
好家伙  好厉害
离线田梦瑶

只看该作者 4 发表于: 2021-05-15
厉害😄
快速回复
限100 字节
 
上一个 下一个