嫦娥三號落月地系研究空白 美國前蘇聯均未探及

今天，月球上一個名叫虹灣的地方，將迎來地球的客人，“嫦娥”懷抱“玉兔”降落於此。以往，美國與蘇聯的月球軟着陸探測器大多降落在月球赤道附近，我國選擇降落的虹灣地區，則位於月球的高緯度區域。虹灣這個39億年前被隕石砸出的大坑，是人類勘察和研究的空白地區，可謂人類研究月球的最北區域。

中科院院士、中國探月工程領導小組高級顧問歐陽自遠開玩笑地説，傳説中嫦娥奔月居住在廣寒宮，虹灣就是這個廣寒宮。

虹灣無水是個隕石坑

在月球雨海的西北角，有一片比較平坦的平原，它形似一條彩虹，東西長300多公里，南北寬約100公里，那就是嫦娥即將着陸的區域——虹灣，也叫彩虹灣。這裏是被天體砸出的隕石坑，又被玄武岩填上，而砸出的物質則堆積成了侏羅山脈。

雨海屬於月海，當然月海並不是海，也沒有一滴水，它們其實就是從地球上看到的月球上那些暗色區域。據説，當年伽利略發明天文望遠鏡後，用這種倍率還不高的望遠鏡觀測月球時，看到月球上有或亮或暗的區域，亮的能看清楚是高地與山峯，但是那些暗黑色斑塊看不清，伽利略以為和地球上的海洋相似，因此給這些區域起了海或洋的名字。有科學家解釋説，月海這些暗的區域很可能是被天體撞出來的大盆地。

虹灣當然也不是海灣，只是“海”向“陸地”的延伸。這個地區北面和西面被山包圍着，東南方則較為開闊。月亮上的灣有五個，分別是露灣、暑灣、中央灣、虹灣、眉月灣。

目前虹灣的地勢高度是從東南到西北逐漸降低，但從坡度來看絕大部分區域是平原，罕有大石。這種環境為嫦娥三號着陸、玉兔車巡視、開展試驗提供了較安全的天然保障。

相對平坦適合着陸

與蘇聯、美國首批近乎“盲降”的落月探測器相比，嫦娥三號做足了準備：嫦娥一號、二號以及近些年來多國的月球軌道探測器都對虹灣青睞有加，它們獲得的資料為嫦娥三號標示了諸多有價值的探索方向。

目前對於虹灣最詳盡的認識，來自於嫦娥二號衞星，它幾乎把嫦娥三號要走的路線都探了一遍。其中之一就是保證飛到近月點的時候，這個點恰好是在虹灣附近區域的上方。3年前，嫦娥二號成功試驗了這個飛臨15公里高度的技術。

不僅如此，嫦娥二號還是最佳攝影師，在飛抵虹灣上空15公里時，用立體相機拍下了虹灣局部的分辨率1米多的高精度照片。從這些照片看，月面上覆蓋着玄武岩質的月壤，依舊有許多大小不一的環形坑和石塊。不過，對於“傷痕累累”的月球來説，這已經算是比較平坦的地區，也比較適合軟着陸。

五因素選擇虹灣降落

歐陽自遠透露，當初選擇虹灣作為落月點並不是一蹴而就的，開始共有五個落月點的備選方案，並且它們都有各自的優勢。“我們制定了一系列指標，對備選地點進行了評估，綜合評價來看，虹灣略微領先，成為了最終落月點。”

歐陽自遠介紹稱，落月地選擇主要參考五大條件。

首先，選擇的着陸區要通信好，地球永遠看不到月球的背面，為了能夠和地球順利通訊，需要在月球正面降落；

第二，陽光要好。雖然落在南北極也可以，但那裏的太陽能能量密度低，陽光也無法直射；

第三，可以研究的科學問題多；

第四，相對比較平坦，出於安全考慮，頭一次“落月”要避開坑坑窪窪、有懸崖峭壁的地區，虹灣是一大片平地，降落比較容易；

第五，其他國家還沒有去勘察過。美國和前蘇聯月球探測到的較多的地方是月球赤道附近，高緯度地區不多。虹灣是月球研究的空白，希望瞭解那裏的知識。比如有什麼石頭，成分是什麼，起因如何。

此外，虹灣的面積相當於我國的幾個省，因此在虹灣區域也找了若干個落月點，但是具體落在哪個點還要看實際的飛行軌道。歐陽自遠表示，“我們沒有必要非要落在固定的一個點，為了這個進行矯正，可以多點選擇。”

■展望

入深坑走月溪揭秘虹灣

軌道探測難以揭示史前熔岩的來源深度、噴發期次等信息，而此次落月可望在這些方面有所斬獲。

很多人對月球礦物津津樂道。據各國探測器報告，月球表面的礦物主要為斜長石、輝石和橄欖石，後兩種月礦含有鐵、鎂等元素。而虹灣內物質的光譜吸收特徵顯示，那裏應含有大量輝石。

鐵、鈦等元素的相對含量對於區分月球岩石類型、研究地質演化具有重要意義。此前探測器收集的多光譜數據表明，虹灣內鐵元素相對含量較高，鈦元素含量中等，雨海區鐵元素含量較低、鈦元素較多。在虹灣內，由於受多次岩漿活動影響，其不同區域的鐵、鈦元素含量差異較大。這些發現為嫦娥三號具體選擇何處落腳提供了參考依據，待其探測結果傳回地面後，還能與早先數據對比，驗證相關結論。

虹灣內的主要直觀看點是當地最大撞擊坑“拉普拉斯A”。假如“玉兔”能走到虹灣東緣，站到坑邊，它將看到一個口沿直徑八千米、垂直落差約1.6千米、形似火鍋的巨坑。由於坑口邊緣遍佈噴射覆蓋物，因此從科考價值來説，從坑邊走過猶如駛入深坑探測。

在這個大坑東側橫亙着一組虹灣最大月嶺。這些月嶺猶如一字形雁陣南北向排列，長達200多公里，“海拔”200多米。此外，虹灣與侏羅山脈交界處有很多蜿蜒曲折的狹長溝槽，學名月溪，其中最長的一條綿延近70公里。關於月嶺和月溪的來歷有“構造運動”、“岩漿活動”等成因假説，或許只有實地勘察才能管窺真相。

■檔案

月球有多大

月球基本上是個圓球體，平均直徑約為3476千米。地球直徑是月球直徑的3.6倍。從月球上看地球，是一個美麗的飄着白雲的藍色星球。太陽則更大，相當於130萬個地球，6300多萬個月球。如果太陽和月亮與地球的距離相等，那麼，我們從地球上看到的太陽和月亮的相對大小就像是大西瓜和小芝麻。但由於太陽離我們比月亮要遠得多，所以我們有時候反而覺得月亮比太陽更大。月球的表面積有3800萬平方千米，大約是中國陸地面積的4倍，還不如我們亞洲的面積大。月球的體積僅為地球的1/49。

月球只能看一面

月球以3683千米/小時的速度繞地球運行，繞地球一週的公轉週期為27.3個地球日。月球在繞地球公轉的同時進行自轉，週期也是27.3個地球日，都正好是一個恆星月（23日743分11秒鐘），自轉週期與公轉週期完全相同的現象稱為“同步自轉”。由於月球公轉一圈的同時也自轉一圈，所以我們在地球上只能看見月球的正面，而永遠看不見月球背向地球的另一面。地球上每天是24小時，而月球上的一天約相當於地球上的27天，而且13天半是陽光普照的白天，13天半是寒冷的黑夜。

月球有多亮

看到又大又圓的月亮時，幾乎沒有人不讚嘆它那皎潔的光芒。但月球本身並不發光，只是因表面反射太陽光發亮。從天文學角度講，月球的反照率只有0.07，換句話説，它只反射了照射到它上面太陽光的7%，其餘都被月球表面吸收。與太陽相比，月球的平均亮度僅為太陽的1/465000，由於日、月、地三個天體之間的距離不斷變化，它相對太陽的亮度變化範圍從1/630000到1/375000。另外，月亮圓缺變化時，它的亮度也有變化，如以滿月時的亮度為100，最大時和最小時可以相差幾十倍或更多。