追逐月球圣杯

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-06-08 09:14:46 | 作者: | 来源: | 浏览:2165次 ]

原文标题:Lunar GRAIL

作者:Dauna Coulter   原文来自:http://science.nasa.gov/    Posted: 2008. 5. 22

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

2008年5月22日:与麻省理工学院的 物理学教授Maria Zuber会面。她精力充沛、聪明而热情,而当下她正在追逐圣杯。

不,不是指那个圣杯。

Zuber是引力复原与内部实验室的 首席研究员,而该计划的 缩写是“GRAIL”(译注:即英文的 “圣杯”之意)。这是NASA的 新计划,预计2011年发射,将用于探测月球那古怪的 引力场。GRAIL的 数据将帮助科学家了解月表之下的 力量,并获知月球、地球以及其他类地行星 的 演化情况。

“我们要去研究月球内部的 情况,从月核到月壳。这非常激动人心。”Zuber说。

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艺术家笔下工作中的 GRAIL。(图片提供:NASA)

这是其工作原理:GRAIL由两架探测器组成,环绕月球飞行几个月,其中一架位置更为靠后。微波测距系 统一直在精确地测量着两架探测器之间的 距离。通过观测探测器掠过月球表面时彼此距离的 扩大与收缩,研究人员就可以测绘出月表之下的 引力场了。

长久以来,科学家已经知道,月球的 引力场极其不均匀,会以复杂的 方式拖拉卫星 。如果不进行航线修正,轨道飞行器会俯冲栽进月尘而结束使命!实际上,NASA所有的 5架月球轨道飞行器(1966年至1972年)、前苏联的 4架月球号探测器(1959年至1965年)、2颗阿波罗号释放的 子卫星 (1970年至1971年)以及日本的 飞天号探测器(1993年)均遭此厄运。

引力场古怪的 原因是大量的 质量瘤(即“质量集中区”的 简称),它们埋在月海的 表面以下。质量瘤形成于数十亿年前大型小行星 的 撞击中,是它们让月球成为太阳系 中引力最不均匀的 大型天体。引力反常非常大,可以达到0.5%,实际上都可以被月表的 宇航员测量到。在质量瘤边缘悬挂的 铅锤与垂直方向的 偏离约有1/3度,指向质量中心。而且一名身穿全套宇航服、携带维生系 统的 宇航员如果在月球质量瘤边缘重50磅,那么在质量瘤中心就会有50磅4盎司的 体重。

为减小质量瘤的 影响,人们必须要仔细选择探测器的 轨道。GRAIL的 引力图将帮助任务计划者作出关键性的 决定。而对于NASA在下一个十年间的 载人登月计划来说,科学家即将构建的 GRAIL月图也是至关重要的 。月球背面以及极区的 引力是人们了解得最少的 ,而这里正是未来登月的 目标。

GRAIL小组的 目标是完整测绘月球的 引力场,因此“GRAIL之后,我们就可以为你所需要的 任何东西在月球的 任何地方导航,”Zuber说。“这一计划即将向我们提供的 全球引力场分布是迄今包括地球在内的 任何行星 上最精确的 。”

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1998年至1999年间月球勘探者号探测器测得的 引力图。质量瘤以橙红色表示。最大的 5个都与最大的 充岩浆环形山或是月“海”吻合,它们位于月球正面,可以用双筒望远镜观测到:雨海、澄海、危海、湿海及酒海。图片参考:Alex S. Konopliv et al, Icarus 150, 1–18 (2001)。更多请点击(图片提供:NASA)

GRAIL还会帮助学生理解引力、月球以及太空。每架探测器都将携带5架照相机,专门用于公关以及教育工作。在专门训练过的 成人的 指导下,大学生可以在加州大学圣迭戈分校的 专门设施内遥控操纵这些照相机,那里当下正控制着国际空间站上类似相机的 运转。

各国的 中学生也可以参与激动人心的 月球探测。她说:“我们会设置交互网站,中学生可以推荐拍照的 目标,并看到他们所建议的 目标的 照片。对于促进学生参与来说,它的 潜力是无限的 。”

很明显,这并非普通的 圣杯追逐。随着征程的 展现,请继续关注Science@NASA的 更新。

(全文完)

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责任编辑:zhoumeichun

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