嫦娥三号落月地系研究空白 美国前苏联均未探及

今天，月球上一个名叫虹湾的地方，将迎来地球的客人，“嫦娥”怀抱“玉兔”降落于此。以往，美国与苏联的月球软着陆探测器大多降落在月球赤道附近，我国选择降落的虹湾地区，则位于月球的高纬度区域。虹湾这个39亿年前被陨石砸出的大坑，是人类勘察和研究的空白地区，可谓人类研究月球的最北区域。

中科院院士、中国探月工程领导小组高级顾问欧阳自远开玩笑地说，传说中嫦娥奔月居住在广寒宫，虹湾就是这个广寒宫。

虹湾无水是个陨石坑

在月球雨海的西北角，有一片比较平坦的平原，它形似一条彩虹，东西长300多公里，南北宽约100公里，那就是嫦娥即将着陆的区域——虹湾，也叫彩虹湾。这里是被天体砸出的陨石坑，又被玄武岩填上，而砸出的物质则堆积成了侏罗山脉。

雨海属于月海，当然月海并不是海，也没有一滴水，它们其实就是从地球上看到的月球上那些暗色区域。据说，当年伽利略发明天文望远镜后，用这种倍率还不高的望远镜观测月球时，看到月球上有或亮或暗的区域，亮的能看清楚是高地与山峰，但是那些暗黑色斑块看不清，伽利略以为和地球上的海洋相似，因此给这些区域起了海或洋的名字。有科学家解释说，月海这些暗的区域很可能是被天体撞出来的大盆地。

虹湾当然也不是海湾，只是“海”向“陆地”的延伸。这个地区北面和西面被山包围着，东南方则较为开阔。月亮上的湾有五个，分别是露湾、暑湾、中央湾、虹湾、眉月湾。

目前虹湾的地势高度是从东南到西北逐渐降低，但从坡度来看绝大部分区域是平原，罕有大石。这种环境为嫦娥三号着陆、玉兔车巡视、开展试验提供了较安全的天然保障。

相对平坦适合着陆

与苏联、美国首批近乎“盲降”的落月探测器相比，嫦娥三号做足了准备：嫦娥一号、二号以及近些年来多国的月球轨道探测器都对虹湾青睐有加，它们获得的资料为嫦娥三号标示了诸多有价值的探索方向。

目前对于虹湾最详尽的认识，来自于嫦娥二号卫星，它几乎把嫦娥三号要走的路线都探了一遍。其中之一就是保证飞到近月点的时候，这个点恰好是在虹湾附近区域的上方。3年前，嫦娥二号成功试验了这个飞临15公里高度的技术。

不仅如此，嫦娥二号还是最佳摄影师，在飞抵虹湾上空15公里时，用立体相机拍下了虹湾局部的分辨率1米多的高精度照片。从这些照片看，月面上覆盖着玄武岩质的月壤，依旧有许多大小不一的环形坑和石块。不过，对于“伤痕累累”的月球来说，这已经算是比较平坦的地区，也比较适合软着陆。

五因素选择虹湾降落

欧阳自远透露，当初选择虹湾作为落月点并不是一蹴而就的，开始共有五个落月点的备选方案，并且它们都有各自的优势。“我们制定了一系列指标，对备选地点进行了评估，综合评价来看，虹湾略微领先，成为了最终落月点。”

欧阳自远介绍称，落月地选择主要参考五大条件。

首先，选择的着陆区要通信好，地球永远看不到月球的背面，为了能够和地球顺利通讯，需要在月球正面降落；

第二，阳光要好。虽然落在南北极也可以，但那里的太阳能能量密度低，阳光也无法直射；

第三，可以研究的科学问题多；

第四，相对比较平坦，出于安全考虑，头一次“落月”要避开坑坑洼洼、有悬崖峭壁的地区，虹湾是一大片平地，降落比较容易；

第五，其他国家还没有去勘察过。美国和前苏联月球探测到的较多的地方是月球赤道附近，高纬度地区不多。虹湾是月球研究的空白，希望了解那里的知识。比如有什么石头，成分是什么，起因如何。

此外，虹湾的面积相当于我国的几个省，因此在虹湾区域也找了若干个落月点，但是具体落在哪个点还要看实际的飞行轨道。欧阳自远表示，“我们没有必要非要落在固定的一个点，为了这个进行矫正，可以多点选择。”

■展望

入深坑走月溪揭秘虹湾

轨道探测难以揭示史前熔岩的来源深度、喷发期次等信息，而此次落月可望在这些方面有所斩获。

很多人对月球矿物津津乐道。据各国探测器报告，月球表面的矿物主要为斜长石、辉石和橄榄石，后两种月矿含有铁、镁等元素。而虹湾内物质的光谱吸收特征显示，那里应含有大量辉石。

铁、钛等元素的相对含量对于区分月球岩石类型、研究地质演化具有重要意义。此前探测器收集的多光谱数据表明，虹湾内铁元素相对含量较高，钛元素含量中等，雨海区铁元素含量较低、钛元素较多。在虹湾内，由于受多次岩浆活动影响，其不同区域的铁、钛元素含量差异较大。这些发现为嫦娥三号具体选择何处落脚提供了参考依据，待其探测结果传回地面后，还能与早先数据对比，验证相关结论。

虹湾内的主要直观看点是当地最大撞击坑“拉普拉斯A”。假如“玉兔”能走到虹湾东缘，站到坑边，它将看到一个口沿直径八千米、垂直落差约1.6千米、形似火锅的巨坑。由于坑口边缘遍布喷射覆盖物，因此从科考价值来说，从坑边走过犹如驶入深坑探测。

在这个大坑东侧横亘着一组虹湾最大月岭。这些月岭犹如一字形雁阵南北向排列，长达200多公里，“海拔”200多米。此外，虹湾与侏罗山脉交界处有很多蜿蜒曲折的狭长沟槽，学名月溪，其中最长的一条绵延近70公里。关于月岭和月溪的来历有“构造运动”、“岩浆活动”等成因假说，或许只有实地勘察才能管窥真相。

■档案

月球有多大

月球基本上是个圆球体，平均直径约为3476千米。地球直径是月球直径的3.6倍。从月球上看地球，是一个美丽的飘着白云的蓝色星球。太阳则更大，相当于130万个地球，6300多万个月球。如果太阳和月亮与地球的距离相等，那么，我们从地球上看到的太阳和月亮的相对大小就像是大西瓜和小芝麻。但由于太阳离我们比月亮要远得多，所以我们有时候反而觉得月亮比太阳更大。月球的表面积有3800万平方千米，大约是中国陆地面积的4倍，还不如我们亚洲的面积大。月球的体积仅为地球的1/49。

月球只能看一面

月球以3683千米/小时的速度绕地球运行，绕地球一周的公转周期为27.3个地球日。月球在绕地球公转的同时进行自转，周期也是27.3个地球日，都正好是一个恒星月（23日743分11秒钟），自转周期与公转周期完全相同的现象称为“同步自转”。由于月球公转一圈的同时也自转一圈，所以我们在地球上只能看见月球的正面，而永远看不见月球背向地球的另一面。地球上每天是24小时，而月球上的一天约相当于地球上的27天，而且13天半是阳光普照的白天，13天半是寒冷的黑夜。

月球有多亮

看到又大又圆的月亮时，几乎没有人不赞叹它那皎洁的光芒。但月球本身并不发光，只是因表面反射太阳光发亮。从天文学角度讲，月球的反照率只有0.07，换句话说，它只反射了照射到它上面太阳光的7%，其余都被月球表面吸收。与太阳相比，月球的平均亮度仅为太阳的1/465000，由于日、月、地三个天体之间的距离不断变化，它相对太阳的亮度变化范围从1/630000到1/375000。另外，月亮圆缺变化时，它的亮度也有变化，如以满月时的亮度为100，最大时和最小时可以相差几十倍或更多。