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月全食即将来临,LRO和蓝色幽灵月球探测器将如何度过黑暗?||国际月球村121

月全食即将来临,LRO和蓝色幽灵月球探测器将如何度过黑暗?||国际月球村121 星际航行
2025-03-12
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导读:月食
3 月 13 日至 14 日的月全食将使月球任务陷入黑暗。月球探测器将会发生什么?(图片来源:NASA 戈达德太空飞行中心概念图像实验室)

当月球从周四晚到周五(3 月 13 日至 14 日)落入地球阴影时,观测者将有机会看到“血月”月全食。但鉴于月球探测器采用太阳能做为能源,当它们与太阳隔绝时将如何生存呢?对于自 2009 年以来一直在绕月运行的美国宇航局月球勘测轨道器(LRO) 来说,现在是时候做好准备了。

美国宇航局戈达德太空飞行中心 LRO 任务项目科学家诺亚·佩特罗在接受采访时表示:“月全食期间,LRO 的科学仪器和一些航天器不需要的部件将关闭。”

危险在于 LRO 的电池。该航天器采用太阳能供电,在绕轨道运行约两小时的过程中,白天会利用太阳能电池阵列为机载电池充电,之后在月球背面运行。然而,NASA 透露,到 2018 年,由于持续充电,LRO 电池的效率已降至 70%

萤火虫航天公司的蓝色幽灵月球着陆器在这张照片中被视为一个明亮的像素,在方框中间投下阴影,该照片由美国宇航局的月球勘测轨道飞行器于 2025 年 3 月 2 日拍摄。 (图片来源:美国宇航局/戈达德太空飞行中心/亚利桑那州立大学)

在 3 月 13 日至 14 日的月全食期间,LRO 将处于黑暗状态(要么在月球的背面,要么在地球的本影中),持续时间为 5 小时 48 分钟。这是一个相对较长的时间,但据信 LRO 的电池可以保证探测器正常运行。

“在进入月全食之前,我们会将电池充满电,”他说。为了防止电量消耗过多,探测器上的所有科学仪器都将被关闭。在月食期间,探测器内部的温度可能降至 23 华氏度(零下 5 摄氏度),但对于防护较差的广角相机来说,温度可能会低至零下 22 华氏度(零下 30 摄氏度)。因此,我们将提前采取措施,确保一切尽可能顺利。

“由于进入黑暗后卫星会逐渐冷却,我们将在月食发生前加热科学仪器和探测器,”Petro 说道。“这将确保月全食期间加热器的额外功耗最小,同时保持探测器组件处于正常工作温度,仪器温度远高于生存极限。”

针对月食采取的预防措施并不总是如此严酷。在之前的月食期间,LRO 能够保持一台仪器处于开启状态。这台仪器被称为“占卜师”,它是一种辐射计,可探测月球表面的热辐射,以研究月球表面在一个月周期内如何变暖和冷却。

月全食的各个阶段显示月亮在进入地球阴影时逐渐变成红色(图片来源:HASSAN AMMAR/AFP via Getty Images)

在月食期间保持开启状态的目的是,为了研究月球表面在地球阴影下如何冷却,这可以提供有关月球风化层物质成分和大小分布的信息,风化层由岩石、小颗粒和尘埃组成。岩石的大小和成分会影响其冷却速度

佩特罗说:“占卜师”在以往月食期间进行的测量,特别是对目标区域的测量,让我们能够洞悉月球的最上层地表的情况。”

在 2014 年 10 月 8 日的月全食期间,“占卜师”号特别观测了一个名为开普勒的陨石坑和月球夜间的“冷点”。具体来说,冷点是”占卜师”号发现夜间温度异常凉爽的一些陨石坑周围的区域。

除了确定撞击过程中从陨石坑喷出的物质的尺寸分布外,还发现“冷点”比周围物质的温度高 18 华氏度 (10 摄氏度)。这表明月球风化层内的物质垂直分层可能比之前认为的更为复杂,使其能够以不同于周围物质的速率散发热量。

蓝色幽灵着陆器是否能承受?

萤火虫航空航天公司的蓝色幽灵月球着陆器于 2025 年 3 月 2 日着陆后不久,拍摄了它在月球上自己的影子的照片。(图片来源:Firefly Aerospace)

蓝色幽灵号携带着10 项 NASA 实验装置,旨在探测月球表面。与 LRO 一样,它采用太阳能供电。蓝色幽灵号着陆器的设计使用寿命仅为在月昼期间,在缓慢旋转的月球上,使用寿命约为两周。事实上,蓝色幽灵号着陆时正好看到日出。一旦太阳落山,着陆器的电池就会断电,加热器也会关闭,到三月中旬,月夜的寒冷可能会将它摧毁。

但蓝色幽灵能撑那么久吗?蓝色幽灵着陆点的日落时间是 3 月 16 日,但月全食发生在日落前两天,届时着陆器将陷入阴影中仅靠电池供电,该任务就能在月夜中坚持几个小时。月食将持续 6 小时 3 分钟,但其中只有 65 分钟是全食,处于所谓的暗影阴影之下。月食的其余时间将发生在半影阴影中,部分阳光会到达月表。

事实上,萤火虫航天团队非常有信心蓝色幽灵将经受住月食,他们打算在着陆器处于地球阴影中时从月球表面拍摄高分辨率图像。换句话说,在月球上,蓝色幽灵将看到月全食

因此,当您在 3 月 13 日至 14 日夜间仰望月球,而地球的影子正在月球上移动时,请为那些必须在黑暗中奋战才能生存的孤独、脆弱的太空探测器加油吧!

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本公众号是国内第一家以载人航天和深空探测为主题的公众号,下设国际月球村、Artemis任务、美天军观察、太空评论、太空经济、深空探测、读书荐书感悟等十个专题栏目,希望能以此推动国内航天科普事业的发展和进步。
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