⑴ 首訪月球背面,「嫦娥四號」如何與地球溝通
嫦娥四號由於在月球的背面工作,受月球影響是不能與地面之間聯系的,需要通過中繼通信衛星鵲橋與地球取得聯系。
⑵ 月球背面如何與地球通信
在月球上設立中繼站,用光纜或月球的衛星進行轉送,將背面的信號先轉到對著地球的正面,再發向地球。
⑶ 月球背面的探測器,是如何給地球傳信號
月球背面是指月球的東經120°以北,在一片平原上,只有兩個著陸點,即阿波羅登月點和月背的馮·卡門撞擊坑。但事實上,在月球正面登陸會面臨比登陸地點更大的風險。在這樣一個不存在「登月基地」的地方上登陸,可以有效避開地球電磁波波的輻射危害。目前,在美國、俄羅斯等國家已經先後發射了「嫦娥四號」、「嫦娥六號」及中國探測器,均選擇月球背面作為著陸地點。
「嫦娥四號」探測器於2018年12月25日由長征三號乙運載火箭發射,搭載「嫦娥四號(Long-I)」探測器,飛行約2.5萬千米至地球與月球之間,完成近月制動和環繞月面、環月飛行、月面采樣等任務。自2013年12月12日發射以來,「嫦娥四號」已成功在軌交傳數據近400小時(2018年11月11日)。「嫦娥四號」在軌飛行期間經歷了月球和地球的中繼通信和數據中繼兩次高潮。探測器通過中繼衛星將數據傳至地球,並由地面接收端將信息經嫦娥四號返回器發送至正在工作的著陸器上。「嫦娥四號」是我國首次月球探測任務,也是我國開展第二次地外天體采樣返回、著陸探測任務的核心型號,可以說「嫦娥四號」承載著中國人的希望與夢想。「嫦娥四號」上搭載了許多我國首次使用的新技術,如:自動駕駛技術、微波測距技術、測控通信新技術、紫外可見光成像儀、月面巡視器自主導航定位與避障控制、無人交會對接系統等等。
月球背面的地形、地貌和地質特徵與地球相似,所以它可以為地球提供許多有用的信息。中國嫦娥四號從月球軌道上的著陸器到地球,再到月球的測控與數據傳回,一路走來都受到了地球與空間科學家的高度關注和重視並取得了豐碩的成果。雖然月球背面的著陸器面臨著較大的風險和困難,但是我國的嫦娥五號、嫦娥六號和嫦娥七號等探測任務都已經取得了豐碩的成果,未來隨著嫦娥五號、六號任務的完成或者將於明年正式完成無人登陸月球以及更遠的深空探測,我們就能更加近距離地接觸到地球了。
⑷ 理論上來說,施加一個不大的外力就能讓月球背面轉過來,或者改變現有地月間的距離。登錄月球時,一般來講
月球的正面永遠向著地球.另一方面,除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而間中可見以外,月球的背面絕大部分不能從地球看見.在沒有探測器的年代,月球的背面一直是個未知的世界.
月球背面的一大特色是它幾乎沒有月海這種較暗的月面特徵.而當探測器運行至月球背面時,它將無法與地球直接通訊.
月球約一個農歷月繞地球運行一周,而每小時相對背景星空移動半度,即與月面的視直徑相若.與其他衛星不同,月球的軌道平面較接近黃道面,而不是在地球的赤道面附近.
相對於背景星空,月球圍繞地球運行(月球公轉)一周所需時間稱為一個恆星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月.朔望月較恆星月長是因為地球在月球運行期間,本身也在繞日的軌道上前進了一段距離.
因為月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的,我們只能看見月球永遠用同一面向著地球.自月球形成早期,月球便一直受到一個力矩/url]的影響引致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定.亦因此,部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量,其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球.同時地球的自轉越來越慢,一天的長度每年變長15微秒.
月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一.月球圍繞地球的軌道為同步軌道,所謂的同步自轉並非嚴格.由於月球軌道為橢圓形,當月球處於近日點時,它的自轉速度便追不上公轉速度,因此我們可見月面東部達東經98度的地區,相反,當月處於遠日點時,自轉速度比公轉速度快,因此我們可見月面西部達西經98度的地區.這種現象稱為天秤動.又由於月球軌道傾斜於地球赤道,因此月球在星空中移動時,極區會作約7度的晃動,這種現象稱為天秤動.再者,由於月球距離地球只有60地球半徑之遙,若觀測者從月出觀測至月落,觀測點便有了一個地球直徑的位移,可多見月面經度1度的地區.這種現象稱為天秤動.
嚴格來說,地球與月球圍繞共同質心運轉,共同質心距地心4700千米(即地球半徑的2/3處).由於共同質心在地球表面以下,地球圍繞共同質心的運動好像是在「晃動」一般.從地球北極上空觀看,地球和月球均以迎時針方向自轉;而且月球也是以迎時針繞地運行;甚至地球也是以迎時針繞日公轉的.
很多人不明白為甚麼月球軌道傾角和月球自轉軸傾角的數值會有這么大的變化.其實,軌道傾角是相對於中心天體(即地球)而言的,而自轉軸傾角則相對於衛星(即月球)本身的軌道面.在這個定義習慣很適合一般情況(例如人造衛星的軌道)而且是數值相當固定的,但月球卻非如此.
月球的軌道平面(白道面)與黃道面(地球的公轉軌道平面)保持著5.145 396°的夾角,而月球自轉軸則與黃道面的法線成1.5424°的夾角.因為地球並非完美球形,而是在赤道較為隆起,因此白道面在不斷進動(即與黃道的交點在順時針轉動),每6793.5天(18.5966年)完成一周.期間,白道面相對於地球赤道面(地球赤道面以23.45°傾斜於黃道面)的夾角會由28.60°(即23.45°+ 5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之間變化.同樣地,月球自轉軸與白道面的夾角亦會介乎6.69°(即5.15° + 1.54°)及3.60°(即5.15° - 1.54°).月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角,使它出現±0.002 56°的擺動,稱為章動.
白道面與黃道面的兩個交點稱為月交點--其中升交點(北點)指月球通過該點往黃道面以北;降交點(南點)則指月球通過該點往黃道以南.當新月剛好在月交點上時,便會發生日食;而當滿月剛好在月交點上時,便會發生月食.
⑸ 月球背面軟著陸是怎樣勝利實現的
由於月球繞地球公轉時在作同步自轉,所以過去人們對月球背面的情況幾乎一無所知。相傳1822年,84歲的威廉·赫歇耳彌留之際,他向神甫表示,如能見到月球的背面是他一生最大的幸福,可惜當時誰也沒法滿足他的要求。為了揭開這個千古之謎,前蘇聯在「月球2號」准確擊中月球、實現硬著陸之後,於1959年10月4日發射了「月球3號」自動行星際站。它長1.3米,直徑0.96米,重約279千克。10月6日,它開始進入繞月球的軌道飛行,最後則變為「人造小行星」。7日上午6時半左右,它順利繞到了月球背面大約7000千米的高空處。在月球背面上空飛行的40分鍾時間內,它用不同的比例拍攝了許多照片,並立即進行自動處理(包括改正由於透視作用引起的失真現象)然後把資料發回地球,從而使人類第一次見到了月球背面的真實狀況。盡管限於當時的技術條件,這些照片的清晰度還不太理想,但無疑這是一批極其珍貴的照片。之後,「月球3號」飛離月球,成為一顆人造小行星。
「月球3號」的成功贏得了全世界一片贊揚。然而人類並不滿足,他們繼續努力著。因為要實現人類登月,硬著陸或是擦邊而過都是不行的。必須像飛機那樣在月面上徐徐下降才行。這需要在降落前開啟制動火箭,向前方噴氣,使速度逐漸減小,實行「軟著陸」。顯然,軟著陸要比硬著陸難得多。
但是還有一個問題:月面上能否支持探測器呢?過去有人曾認為,由於幾十億年來隕星不斷轟擊,使月球表面上形成了一層很深的細塵似的流沙,飛船降下後就會像當年紅軍長征時過草地那樣,陷入「沙潭」,使下降物遭到沒頂之災。所以,軟著陸可以探明月面的實際情況,是人類登月前不可缺少的一步。
最早在月面上軟著陸的仍然是前蘇聯的探測器——「月球9號」,這也是人類第一個「自動站」。它於1966年1月31日發射,起飛時的重量為1583千克。2月3日,它到達月球上空75千米處的地方,然後一個大約重100千克的「登月艙」與火箭自動脫開,慢慢向風暴洋的西部降下。這個登月艙安全著陸後(它在月面上的重量只有16千克左右),便自動打開了防護罩,攝影機也開始工作起來。它在月面上工作了75個小時,使人類得到了第一批從月球上拍得的天空及其表面的照片,給人以身臨其境的感覺。月面上那種蒼涼而奇特的景色,給人留下了深刻的印象。四個月後,美國的「勘測者1號」也安穩地降落在風暴洋內,它位於前蘇聯「月球9號」東南方的不遠處。
美國的「勘測者」探測器起飛時的重量在1~1.5噸之間,登月艙約重280千克,裝的儀器很多。例如「勘測者3號」除電視攝像機外,還帶著一台月面取樣用的特殊小挖土機。它1967年4月19日登上月面後,根據地面指揮部的命令,在「識海」內挖出了第一道人工溝渠,它深20厘米。挖出的月壤被送進登月艙進行化驗和分析。「勘測者6號」在降落月面一星期後,在地面指揮下又重新從月面升起了4米高,移動了2.5米,8秒鍾後再次降於月面。「勘測者7號」則通過激光測出了誤差僅±15厘米的月地距離,精確度達到了一百億分之四!若用它測量南京到北京的距離,誤差在一根頭發絲以內。
⑹ 如何從月球的背面與地球的表面進行聯系
估計得用衛星中繼。在月球赤道上空平均放置3顆衛星,這樣可以保證月球背面每時每刻至少有一顆衛星,信號最多經過兩次衛星接力可以轉到月球正面然後發往地球。不過更實際的可能是先轉到月球正面的地面站,然後用大功率發往地球。
⑺ 嫦娥四號是怎麼登陸月球背面的它是如何與地球建立鏈接的
嫦娥四號是怎麼登陸月球背面的?它是如何與地球建立鏈接的?由於月球背面沒有大氣層,所以它的大氣層將來自地球的熱量散失。我們今天要說的嫦娥四號可能是人類有史以來所見過最偉大、最安全且最成功的登月器。
在返回地球的旅程中,嫦娥四號被帶到一個平坦的平台上,在那裡它能使用一個燃料箱來推動它。當返回地球時,這款火箭將能夠用自己發射出的推力來保持這顆衛星的平穩。當著陸系統與地面失去聯系時,這顆衛星會繼續發射出衛星去尋找下一個降落地點,直到衛星與地球完全分離。當一顆衛星接近月球時,它會被捕獲並啟動自己的引擎。
⑻ 把月球背面改造成為一個巨大的天文望遠鏡是可行的嗎
如果想要拍攝宇宙中最遙遠、最未受污染的天體照片,最好的選擇就是離開地球。在地球上,有各種各樣的因素會影響到天文望遠鏡的成像能力。光污染限制了我們看得多深遠,大氣破壞瞭望遠鏡的分辨能力,雲層和天氣干擾了發光天體,太陽和地球本身阻擋了我們所看到的天空。
正因為如此,哈勃、錢德拉、費米、斯皮策等太空望遠鏡已經展示了太空望遠鏡的巨大功效,這些望遠鏡傳回地球的圖像和數據遠勝於任何類似的陸基天文望遠鏡。那麼,為什麼不把天文望遠鏡放在真空的月球表面上呢?
從地球的角度來看,任何航天器在月球背面飛行都會引起我們所說的無線電中斷。無線電波不能穿過月球,這意味著在月球背面無法直接向地球發送或接收信號。只有發射類似於鵲橋號的中繼衛星,才能實現與地球與月球背面的實時通信。
⑼ 從月球背面怎樣給地球傳送信息
兩個辦法:
一個是使用衛星轉播。在月球背面的延長線上,有一個特殊點稱為地月系統的第二拉格朗日點,如果在這里附近放上一顆衛星,它將在這一點附近漂移。我們可以控制它的漂移幅度,使之能同時被月球背面的天文台和地球上觀測到,那麼就可以通過這顆衛星傳遞信號了。
還有一種辦法就是把天文台建在月球的極地附近。在這里,地球始終(或者相當長時間)懸浮在地平線之上幾度。可以選擇合適的地形,把低頻射電觀測用的天線建在窪地或環形山內,讓地形遮蔽地球。同時,另外專門在高處建通信用的高頻天線,與地球保持聯絡。