建月球天文台的原因
月球上沒有大氣層,這無疑給人類生活帶來巨大的困難,但對於天文觀測來說卻提供了極好的條件。在月球上建造天文台有很多天然的優點。
月球天文台的優點
主要可歸結為以下幾方面:
(1)月球沒有大氣,因此不存在大氣對某些電磁波譜段的吸收,月亮上的天文台可以實現全波段觀測,這使天文學家能夠獲得更清晰視野。
(2)月球是一個非常穩定的平台,登月探測表明,月震放出的能量比地球上平均地震能量小一億倍,月震產生的月面移動約十億分之一米。這樣的穩定性對於光學干涉儀是極為有利的,因為要求可見光光學望遠鏡“聯網”兩個基元望遠鏡之間的距離精度就要在零點幾光波波長之內,即大約一千萬分之一米。
(3)月球上提供了一個巨大的天然平台,足夠人類建立龐大的天線陣。
(4)月球上的引力場的微弱,減輕了儀器結構強度和製造的困難。而且對儀器的操作和控制也變得更為容易。
(5)據考察,月球兩極附近的某些環形山似乎總是陰暗的:據認為這些地區的溫度約為70開,適合大多天文測量儀器所要求的低溫環境。
在月球表面建立天文台也許會得到異常詳細的星空視野,打開研究宇宙的新視窗。天文學家分析認為,月球上天文台的解析度將可能超過當前地面的光學儀器的數萬倍,甚至10萬倍以上。月球天文台還將打開一扇可探測極低射電頻率的宇宙的新視窗,它們甚至可能通過引力波和中微子的難以捉摸的中性粒子的研究,開闢出天文學的一些新分支。
月球天文台的缺點
當然,月球上建造天文台也不是沒有缺點的。地球上,由於大氣的存在好像加了一個防護罩,一般的小流星進入地球大氣後,由於高速運動與大氣間的摩擦所生之熱將流星燒蝕。而月球就沒有這種“防護罩”。因此,容易遭到各種流星的撞擊。為此,必須給各類設備加上特殊的“保護罩”。
我國的月球天文台計畫
1、為做到最高精度的天體測量,我國科研人員提出,要在月球建天文台,並使其精度達到世界領先的“微角秒級”(即百萬分之一秒)。2007年10月16日,國際天文學會第248次學術討論會在上海天文台舉行,來自23個國家和地區的近200位專家,就“微角秒級天體測量”作了探討。上海天文台前台長葉叔華院士告訴記者,我國科研人員正在研究,如何在嫦娥計畫第二期到月球表面建天文觀測點,為未來的月球天文台打下基礎。
2、據介紹,由於大氣層的干擾,地上天文台的觀測精度會受到影響,高精度的天文台一般也只能達到“毫角秒級”。所謂毫角秒,是一個角度單位,代表千分之一秒,而一秒等於三百六十分之一度。毫角秒級,表示這台望遠鏡觀測天體時會產生千分之一秒的誤差,雖然這是個很小的誤差,但天文學家可不滿意。於是,他們把望遠鏡裝在了衛星上,發射後就成為太空望遠鏡,從而避免大氣層的干擾,向“微角秒級”進軍。
葉叔華院士表示,在嫦娥探月計畫第二期,也就是月球軟著陸階段,天文觀測的實驗就會進行,為今後我國太空人建立月球天文台“打前哨”。如果有了月球天文台,就相當於架起了一座永久性太空望遠鏡,科研人員只要在地球上遙控它,就能觀測各種天體。
3、在嫦娥探月計畫第二期,也就是月球軟著陸階段,天文觀測的實驗就會進行,為今後中國太空人建立月球天文台“打前哨”。如果有了月球天文台,就相當於架起了一座永久性太空望遠鏡,科研人員只要在地球上遙控它,就能觀測各種天體。
4、2010年8月21日,國家天文台研究員魏建彥表示,從技術上來說中國最遲將於2020年,在月球上建成月球天文台。 首次在月球上觀測天象
有利人類保護地球探索太空 10年內可在月球上建天文台 日前,中國科學院院士、繞月探測工程首席科學家歐陽自遠在中國科技館進行講座時透露,嫦娥三號將在西昌進行發射,著陸器上放置了7套儀器,其中包括一台天文望遠鏡,用它在月球上進行天文觀測尚屬世界首次。 負責該望遠鏡研製的研究員魏建彥告訴記者,此望遠鏡暫時命名為紫外望遠鏡,作為我國未來建立月球天文台的先頭試驗兵。
紫外望遠鏡在月球上觀測
國際太空雜誌執行主編龐之浩介紹,目前,世界各國進行天文觀測,多為地基觀測和軌道觀測。
地基觀測便是我們熟知的在地球上建立天文台,通過各種天文望遠鏡,針對可觀測到的天體進行長時間各種圖片數據監測;軌道觀測,目前最著名的便是美國的空間望遠鏡“哈勃”、“錢德拉”等。 空間望遠鏡被置於地球大氣層之上,通過環繞地球,獲得地基望遠鏡所沒有的好處——影像不會受到大氣湍流的擾動,視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光,還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。 “而在月球上進行天文觀測,則比軌道觀測又進了一步。”魏建彥表示,據其了解,上世紀美國在探月時,曾攜帶過一個相機大小的望遠鏡到達月球,但是那個望遠鏡太小,且從技術上來說,亦不如現在先進,且在隨後的四五十年間,都未有過天文望遠鏡登上月球。 因此,我國嫦娥三號攜帶的“紫外望遠鏡”在月球上進行天文觀測,可以說是“尚屬世界首次”。 月球觀測環境優於軌道 魏建彥說:“在月球上進行天文觀測的意義重大。”在月球上,天文望遠鏡主要用來觀測恆星以及行星等天體的運行變化,通過長時間的觀測記錄從而得出它們的變化規律,有利於人類保護地球以及探索太空。 同時,在月球上進行天文觀測的環境,比地球以及太空軌道進行觀測均有優勢。 相對於空間軌道觀測來說,在月球上進行天文觀測的好處也顯而易見。 目前在空間軌道上,美國和歐空局等國家的空間望遠鏡,觀測的精度確實很高,觀測範圍也很廣。 但劣勢就在於,在軌道上,望遠鏡運行的時候自由度比較高,沒有固定的地方,一方面容易發生抖動和偏轉,另一方面,極有可能受到空間碎片的撞擊導致損毀,去年俄羅斯的一觀測器就與太空碎片相撞而被撞毀。 像我國這樣,把望遠鏡固定在月球車上,而月球車同時又是著陸行進,抖動、偏轉、撞擊等均可避免。 為將來建立天文台做準備 龐之浩說,在嫦娥三號月球車上攜帶天文望遠鏡,將會在月球上做一些震動、短距運行、觀測等相關的測試套用試驗,為將來建立天文台做準備。 “未來的月球基地將在極區建設。”魏建彥證實。魏建彥告訴記者,因為月球自轉和公轉的方向以及周期均一樣,所以在月球南北兩極的極區中有一片地方,基本上一直處於太陽照射狀態,不會出現像地球兩極一樣極晝極夜現象。他補充說,這樣將望遠鏡放在極區,天文觀測設備就可以源源不斷地獲得太陽能,從而進行持續不斷的觀測,獲得連續的天象變化記錄。此次隨嫦娥三號奔月的紫外望遠鏡,將成為我國未來進一步進行月球天文觀測的先頭兵。並且,從技術上來說,我國最遲將於2020年,在月球上建成月球天文台。
對於網上流傳“19日將現身的‘超級月亮’引發地震等自然災害”的言論,中科院紫金山天文台研究員王思潮表示,這一說法既缺乏科學依據,也沒有事實依據,公眾不要被誤導。
19日,月球將到達19年來距離地球最近位置,屆時它與地球的距離僅有35萬多公里,當天又恰逢月圓時,因而當晚月亮看起來要比平時大一些。對於這一即將發生的天文現象,有人稱為“超級月亮”,甚至將其與本月11日發生的日本東北部地震等自然災難聯繫在一起。
“這是毫無根據的。”王思潮表示,首先,“超級月亮”的說法不科學。月球繞地球轉動的軌道呈橢圓狀,因此月球和地球之間的距離並不恆定。月球與地球之間的平均距離約38.4萬公里,最近約36萬公里,最遠約40萬公里。距離不一樣,公眾眼中的月亮也就有了大小之分。19日晚月亮也只是比平常看上去大了一些,並無特別之處。
將地月距離變化與地震等自然災害聯繫在一起也沒有任何依據。王思潮表示,地月距離不停地發生著變化,由於萬有引力的作用,對地球上潮汐有一定影響。距離近時潮汐力就會大一些,反之,潮汐力就會小一些。而地震主要是由地球板塊運動所引起的。因此,從目前掌握的科學理論和相關事實來看,地月距離與地震沒有任何關聯。公眾不要被謠言所誤導。
此外,王思潮還介紹說,感興趣的公眾可從日落後就開始進行觀測。當月亮從東方天宇逐漸升起時,公眾便會發現月亮看上去有點大,與我們的距離也比平時要近一些。有條件的觀測者還可用望遠鏡觀賞月亮。只要天氣足夠晴朗,公眾可觀測到月亮上的環形山、平原等。
隨著月亮不斷升高,觀賞也將步入高潮。王思潮說,對於中國東部地區公眾而言,23時左右,圓月將在獅子星座的護衛下升到頭頂的天空,這就是“皓月當空照”了。
王思潮提醒,賞月可選擇地勢較高視野開闊的地區,如果能遠離城市燈光則觀賞效果更好。