九天揽月探月工程,展览室里藏不住的奇妙宇宙

天朗气清,惠风和畅。仰观宇宙之大,俯察品类之盛,所以游目骋怀,足以极视听之娱,信可乐也。

2025年4月29日,北京市东城区,天空蔚蓝,阳光温暖。下午我们在国博九天揽月探月工程展览室,讲解员老师为我们讲解中国探月历程和月球的秘密。

月球是离地球最近的一颗星球,也是地球唯一的天然卫星。自古以来,我们对月亮就有深深的好奇,正如李白的《古朗月行》中写道:“小时不识月,呼作白玉盘。又疑瑶台镜,飞在青云端……”

2004年,我们的月球探测工程正式立项,命名为嫦娥工程。这个蓝色的是探月工程标识,老师告诉我们,这是以书法为笔触绘出一轮半月,中间的脚印象征着稳步向前走;下方是飞翔的和平鸽,愿和平探索。整体看像不像一个“月”字?

嫦娥探月工程重点任务是绕月环行、降落月面、取样返回三部分,如今我们都已经全部成功。现在再看20年前的这份报纸,曾经的梦想目标实现了。

2007年10月24日,嫦娥一号由长征三号甲运载火箭搭载发射升空。她要去探测月球地形、分析月表元素构成,为后面的任务打基础。

老师详细为我们讲述了嫦娥一号的地月转移过程,包括如何离开地球引力范围、怎么变速、怎么被月球引力捕获等。天体运行速度达到11.2千米每秒,可以摆脱地球引力,这是第二宇宙速度。到达月球附近天体会逐渐减速,稳定绕月环行。

“嫦娥一号的环月轨道与月球赤道大致垂直,也就是说,是经过月球南北两极飞行。所以只要她的环绕次数足够多,就可以观测到月球整个表面。”老师对我们说。这让我想起太阳同步轨道卫星,它们的轨道也是经过地球南北两极。

下图中展示墙上的月球地形图,是2007年11月份公开。这是我国首次获取月球表面清晰图像。可以看到大大小小的陨石坑,也有平原区域。

嫦娥二号原来是嫦娥一号的备份星,搭载火箭是长征三号丙运载火箭,老师简称它为“长三丙”。长三丙火箭的燃料推动力更大,所以嫦娥二号不用绕地球那么多圈才有动力去月球。

嫦娥二号实现了“一星三探”:完成探查虹弯地区等探月任务后,她于2011年6月份飞离月球,去了日地拉格朗日L2点,观测太阳。拉格朗日L2点在日地距离延长线上,距离地球150万千米,是比较稳定的位置之一。2012年12月13日,嫦娥二号飞到了距离地球700万千米的地方,一颗名为图塔蒂斯的小行星在这里。嫦娥二号在离它3公里处获取了它10米分辨率的图像。老师说,她觉得这颗小行星像一块生姜。大家觉得像什么呢?

在火星与木星之间有一处小行星带,那里聚集着太阳系很多小行星、岩石碎片,还有矮行星。但这颗小行星不在小行星带里,是一颗近地小行星,所以它也是科学家们的重点关注对象之一。

嫦娥一号和二号完成了环月探测任务,下一步就是落月。说到嫦娥三号,大家一定想到了玉兔号月球车。2013年12月15日,嫦娥三号在虹弯预选着陆区巡视器和着陆器分离,巡视器就是玉兔月球车。它们完成了两器互拍。

以下这张照片是展览室里展示的玉兔月球车1:1的模型样品。老师还着重和我们说了它的轮子,大家会发现它的车轮和平时的车轮不一样,它是镂空的。主要是因为在月球地面上巡视时,要避免它沾上尘土岩粒之类的。“它要是弄脏自己影响工作,可没人去帮它清理。”老师说。

同时,这也是为数不多的1:1的航天探测器模型,大部分模型都是等比例缩小。

下面这张照片里的展品是7500N的发动机样机。它对嫦娥三号软着陆有重要作用,月球上没有大气层,不像地球着陆一样有大气层做缓冲,降落伞更行不通。所以它为嫦娥三号着陆做反推力减速,实现软着陆。

这个展览室我之前来过几次。因为我一向喜欢天文和航天,就总觉得自己对展品和相关知识有一定的了解。可是今天第一次在这里听老师讲解,我意识到我对这个展览了解并不十分深入。

嫦娥四号实现了我国第一次月球背面软着陆。在这里老师和我们普及了一个常识:“因为月球被潮汐锁定,它的自转和公转周期相同,都是27.32天。所以在地球上我们只能看见月球的同一面。月球背面我们是无法见到的。”

所以在月球背面也无法见到地球,但是月球背面可不是永远的黑夜。那里和月球正面一样,是有周期性阳光照射的。每14天左右,月球背面和正面就有一次完全的黑夜和白天。

下面这张照片是我拍摄的月亮

嫦娥五号是2020年12月1日在月球正面风暴洋吕姆克山脉以北地区着陆,进行地质勘探、月壤采集等工作。12月17日,嫦娥五号返回器携带1731克月球样本顺利返回地球。

老师说,嫦娥五号返回的着陆方式不是直接着陆,而是用类似于“打水漂”的方式。初次以准确的角度进入大气层时,利用大气层减速,跃出大气层,然后再进入。是半弹道跳跃式返回,这涉及到了钱学森弹道。

差点忘了说嫦娥五号取样方式。嫦娥五号月球样本分为钻取样和表取样,下面这张照片里的展品是表取样装置,我没有拍它两端,它其中一端的装置是可以把月壤抓来的,还有铲取方式。

我们来到嫦娥六号展示区,老师拿出了一个小模型,为我们讲解、演示嫦娥五号和六号的运行过程。

“轨道器和返回器是不降落在月面上的,取样工作结束后,以着陆器为平台点火上升。在环月轨道,上升器要精准地把样本交给轨道器。”老师一边讲述一边用模型演示。“大家都听得到吗?”老师问。我们连连表示:“嗯嗯,听得到。”

下面这张照片是嫦娥六号模型,上面银色的是着陆器和上升器,黄色的是轨道器。

下图中白色的像小车一样的装置,是在嫦娥六号着陆器上。着陆之后,它就从上面下来,负责拍摄等工作。

这是嫦娥六号的降落伞和返回器原件。旁边是鹊桥二号中继卫星模型,在探月任务中它有重要的通讯作用。

然后我们来到了嫦娥五号和六号月球样本展示的区域,这是最吸引大家的地方。在科技的力量展览室,也有一份嫦娥五号月球样本展出,但是不好仔细观察。这里展示了多份月球样本,岩屑、光片、粉末……还可以通过显微镜和放大镜观察。

下面这个图中是嫦娥五号月球样本,我们通过目镜看到了它的方形形态。

这是嫦娥五号粉末样本,我可能拍得不是很清楚:

这是嫦娥五号岩屑样本:

科研人员在嫦娥五号月球样本中发现有玄武岩成分,而玄武岩是火山活动形成的岩石。所以在20多亿年前,嫦娥五号着陆区可能有过火山活动。

这是嫦娥六号岩屑样本:

嫦娥六号月球样本是在月球背面南极艾特肯盆地采集,相比嫦娥五号,嫦娥六号月球样本密度更低、孔隙率更高,同时斜长石和铝钙氧化物含量也有增加。

嫦娥六号月球样本在显微镜中也颗粒分明:

然后我们到下一个展览区域,主要展示了探月成就。下图中是运载火箭模型展示,各位小伙伴们能看出哪个是“胖五”吗?因为长征五号运载火箭的直径比起其它火箭都有增加,它有更多的燃料和设备,所以亲切地称它为胖五。

下面这张照片里这个构造复杂的设备是YF-77发动机。展览文字介绍中说的真空比冲428秒。听了老师讲述,我理解的是在70吨的载荷下,可以推动428秒。不知道我有没有理解对

在未来,嫦娥七号、嫦娥八号等探测器也要去执行任务。告诉大家哦,天问二号的发射时间大致就在下个月,他要去探测小行星,一起期待。

这是月面未来的规划和想象,是不是很像科幻片里的场景?

在展览室有一处互动区域,点击省份名称可以看到此省份的探月项目。快看看自己的家乡都为探月工程做了哪些贡献

一个集体或国家取得成就,大家的努力和每一个环节都不可或缺。当缺一不可时,“一”就是一切。

谢谢老师的精彩讲解

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更新时间:2025-05-05

标签:科技   奇妙   宇宙   工程   嫦娥   月球   样本   老师   地球   小行星   大气层   展览室   模型   轨道

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