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登月大战已打响,美日韩等六国计划登陆月球 [复制链接]

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年,月球将成为太阳系中最受欢迎的目的地之一。来自印度、日本、俄罗斯、韩国、阿拉伯联合酋长国和美国以及一些公司的不少于7个任务将前往那里。

美国国家航空航天局(NASA)价值亿美元的阿特米斯计划今年的首次发射可能会抢走大部分风头,因为它是将宇航员送往月球的第一步。但是,美国只是许多国家和私营公司中的一个,它们很快就计划发射任务,科学家预示这可能是月球探索的新黄金时代。

科学并不是唯一的驱动力。一系列的任务也预示着一些国家和商业机构越来越有雄心壮志,想展示他们的技术实力,并取得成就,特别是现在前往月球比以前更容易、更便宜。

一些开展这些探险活动的国家航天机构只提供了关于任务和发射时间的少量细节,时间表经常变化。科学家们还说,乌克兰的战争很可能会推迟俄罗斯的任务--而且也可能对其他任务产生意想不到的影响。

无论何时发射,这些任务都旨在提供有关月球的数据流--迄今为止,月球上只有极小部分被探索过。科学家们还说,这一系列的活动可能会刺激更频繁和更便宜地进入月球,并增加国际社会对月球研究的兴趣。它还可能为载人的月球前哨站奠定基础,这可能为前往火星提供一个发射站。

韩国

在计划于年进行的所有任务中,研究人员对韩国首次尝试到达另一个天体的KPLO可能带来的科学成果感到特别兴奋。预计将于8月发射,该飞船将在月球表面公里的轨道上运行,至少运行一年。它将配备五个由韩国领导的团队建造和操作的仪器,以及"ShadowCam"--由美国宇航局提供的高灵敏度可见光相机。

顾名思义,这个仪器将窥视月球深深的阴影区域,提供"有史以来第一次高分辨率地观察月球永久阴影区域",坦佩亚利桑那州立大学的马克-罗宾逊说,他是该仪器和美国宇航局月球勘测轨道器相机的主要研究人员,该相机自年以来一直在绕着月球转。ShadowCam将帮助寻找极地陨石坑中的水冰,并将寻找与极低温度有关的不寻常的地质特征。

科学家们还期待着来自韩国任务的PolCam仪器的数据,Sim说它将提供第一张使用偏振光的整个月球的地图,这在任何卫星或行星上都没有做过。这些数据将提供关于表面材料的结构和大小的细节,这些细节基于它们散射光线的方式。

位于马里兰州劳雷尔的约翰-霍普金斯大学应用物理实验室的月球科学家DavidBlewett说:"偏振光"还没有被用来研究固体行星表面,所以找出这些数据可以告诉我们关于月球上不同位置的质地、成分,以及由此产生的地质情况是非常有趣的",他是美国宇航局资助的月球顶点探测器的主要研究者。

作为该仪器背后团队的一员,西姆说,月球再生石颗粒大小的地图--该任务的目标之一--"将有助于为未来的月球登陆器,包括韩国的登陆器选择登陆地点"。她说,同样的方法可以帮助科学家研究小行星和其他行星,如水星。她补充说,轨道飞行器上的一个γ射线光谱仪将绘制十几种元素的浓度图,"这对确定月球资源的分布至关重要",以便将来可能进行开采。

加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家IanGarrick-Bethell说,雷石质地和颗粒大小的地图可以帮助科学家了解"月球科学中的一个大谜团"--月球尘埃的性质,它几乎覆盖了整个表面。他说,通过绘制尘埃的纬度变化和研究它的其他方面,研究人员希望能更好地了解月球在历史上是如何演变的。

Garrick-Bethell是帮助解释来自KPLO磁强计的月球磁场数据的团队的一员,该磁强计由首尔庆熙大学的空间科学家HoJin建造和领导。Garrick-Bethell希望KMAG将有助于解决另一个月球之谜:科学家们对月球在几十亿年前的早期历史中如何拥有强大的磁场感到困惑,因为它从来没有一个液态铁的核心在周围晃动,而这正是地球磁场的产生。

他说,月球的小铁芯"非常小,以至于没有任何现有的理论能够解释它曾经如何产生一个强大的磁场"。然而,今天从太空中对月球地壳中的古代岩石的观察显示,它们具有很强的磁性,是在磁场的存在下形成的。"所以在理论和观察之间存在着巨大的脱节"。

Sim说,KPLO有希望成为韩国一系列计划中的登月之旅的开始,包括在年之前的样本返回任务。

日本

日本的SLIM任务,在年3月前的某个时间从种子岛航天中心发射,将标志着该国首次到达月球表面。这个大致呈立方体的探测器高2.4米,旨在使用高度精确的月球着陆技术,使未来的任务能够高度准确地在特定地点着陆--特别是那些希望在月球两极的阴影坑中找到水冰的探险队。

"位于东京的日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的SLIM项目经理Shin-ichiroSakai说:"精准着陆是下一代月球探索的强制性技术。

SLIM的目的是在拟议目标的米范围内着陆,而不仅仅是在具有有利着陆条件的地区着陆。

着陆器上的几个仪器之一是一个多波段相机,它将对矿物橄榄石进行光谱观测。橄榄石最初是在月球深处形成的,可以通过陨石撞击而暴露出来。

迄今为止,没有任何任务收集过这些矿物,科学家们说它们可以揭示月球内部的组成、结构和演变。"酒井说:"橄榄石已经在月球表面的几个特定点被确认,SLIM的精确着陆能力将允许进行这种观察。

俄罗斯

俄罗斯的月球-25任务将是自年苏联的月球-24采样返回任务以来,它向月球表面发送的第一个探测器。1月,位于莫斯科的俄罗斯航天局宣布,它将于7月下旬从俄罗斯远东地区的沃斯托克尼航天港用联盟-2号Fregat火箭发射这项任务。俄罗斯航天局告诉《自然》,该任务将在今年第三季度发射。但是对乌克兰的战争已经打乱了俄罗斯的一些太空计划,欧洲航天局在4月13日宣布它将退出月球-25任务。

如果探测器真的按计划到达--月球南极附近的Boguslawsky火山口以北--它将是第一个到达月球两极的探测器,那里被认为是未来载人基地或定居点的一个可能的水源。

月球25号将有八个仪器,包括一个机械臂。这将在不同的地点挖掘极地岩石,深度为20-30厘米,并将样品送到飞船的光谱仪,以分析岩石的元素和同位素组成。该任务还旨在探测水。

月球-25号是计划在未来几年进行的一系列月球任务中的第一个,打算在一年内运行并收集数据。

然而,研究人员说,如果该任务被推迟,他们不会感到惊讶。"这场战争肯定会对这些事情产生一些重大影响,"阿南德说。

尼尔说,即使任务在技术上能够进行,俄罗斯经济在制裁面前的崩溃也可能影响它。"俄罗斯的卢布已经贬值了。这就是为什么我说他们不会发射。如果一切都已预付,可能有机会,但我持怀疑态度。"

印度

许多科学家说,由位于班加罗尔的印度空间研究组织(ISRO)负责的Chandrayaan-3任务,主要是为了让登陆器和漫游车进入月球表面的第二次试探。和今年的其他任务一样,它也在向南极附近的高地进发。

着陆器和漫游车将与Chandrayaan-2号着陆器类似,但将进行修改以帮助确保成功着陆。该任务将有一个地震仪,一个测量月球热流的实验,以及光谱仪。

2月,印度空间研究组织宣布该任务将在8月发射,但此后它几乎没有提供关于该任务或其状态的细节。"如果这被推后几个月,我不会感到惊讶,"阿南德说,但他非常希望印度能够成功。"每次我们失败,我们都会学到新的东西。"

ISRO没有回应《自然》的问题,但其主席S.Somanath上个月告诉《印度时报》,发射可能会推迟到年,并补充说。"测试清单很长,我们不想在任何事情上做出妥协"。

印度可以为对月球兴趣的激增做出一些贡献。阿南德说,发现水的特征--部分是由年印度Chandrayaan-1任务上的NASA仪器发现的--以及月球两极存在水冰的可能性是一个很大的因素,他帮助分析了由中国嫦娥五号任务带到地球的月球岩石样本,以探索月球上水的历史。"水的故事已经有点改变了游戏规则。"

布莱维特说,鉴于中国的月球成功以及美国计划在年将人送回月球的事实,也有国家威望和地缘政治的因素。

他说:"其他国家希望在月球上展示他们的颜色,"他说,也许是通过在月球表面插上一面旗帜。

研究人员还认为,各国和私营企业正在意识到,他们不需要大型火箭、大规模的太空计划或庞大的库房就能到达月球--而且他们还将其视为一个潜在的商业机会。

"这在过去10年里一直在积累,"阿南德说。"但我觉得这只是一个开始。"

商业月球竞赛

国家并不是唯一以月球为目标的人。美国国家航空航天局正在支持一些公司通过其商业月球有效载荷服务进行相对较小规模的任务--其目的是通过商业火箭将私人登陆器和漫游者送上月球。这些商业任务中的第一个,将与NASA的Artemis计划一起侦察资源和收集数据,计划于年底发射。

这将是一场比赛,看哪家公司最先到达月球表面。日本的ispace公司计划在年的最后一个季度发射其HAKUTO-R计划的M1任务,并可能击败SLIM任务进入月球。ispace公司的着陆器包括摄像头、使用人工智能的飞行计算机和固态电池,所有这些都将在极端的月球条件下进行测试。

ispace公司的首席技术官HidekiShimomura说,成功交付一个商业登陆器将是一个"重要的科学成就",也是向公私任务迈出的一步,这将降低到达月球的成本,并可以交付许多科学仪器。

"他说:"随着月球通过低成本的运输变得更容易接近,私人商业任务将支持频繁的实验和更多的科学活动。"商业月球探索正在世界各地获得巨大的发展势头。"

ispace飞船还将携带由阿拉伯联合酋长国的穆罕默德-本-拉希德太空中心和日本宇宙航空研究开发机构建造的小型月球探测器。拉希德漫游车比无线电控制的玩具车大不了多少--它重10公斤,长50厘米,计划运行约一个月。

它携带了一系列仪器,包括一个微观成像仪,用于捕捉月球岩石的高分辨率照片。车上的朗缪尔探测器将测量月球外大气层中离子和电子的密度和温度,以揭示太阳风是否在月球表面移动灰尘。还有一台热成像仪来研究月球表面,以及一个评估不同材料与月球岩层如何相互作用的实验,这可以改进未来飞行器的设计。

JAXA说它的漫游车是一个小型的、双轮的"可转换机器人",将运行几个小时。它将从ispace着陆器上展开并展开,收集有关月球团岩的图像和数据,并提供有关驾驶条件的信息,这可能有助于该机构规划未来的任务,为宇航员提供一个加压的漫游器。

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