“在月球上觀天是天文學(xué)家向往的。”探月工程月球應(yīng)用科學(xué)首席科學(xué)家、國家天文臺(tái)臺(tái)長嚴(yán)俊說。針對(duì)巡天、觀地、測月這三個(gè)世界首次突破，記者采訪了嚴(yán)俊和紫金山天文臺(tái)科普部部長張煬。專家表示，這次月基天文觀測更多是試驗(yàn)性質(zhì)，重點(diǎn)是為未來的月球天文臺(tái)打基礎(chǔ)。
? ?巡天
月球上看星星“不眨眼”
將為建立月球長期觀測天文臺(tái)打基礎(chǔ)
目前各國進(jìn)行的天文觀測，多為地基觀測和軌道觀測。
地基觀測就是在地球上建立天文臺(tái)，在地面通過各種天文望遠(yuǎn)鏡，針對(duì)可觀測到的天體進(jìn)行各種圖片數(shù)據(jù)監(jiān)測；軌道觀測，最著名的就是“哈勃”，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的主要目標(biāo)，就是建立一個(gè)能長期在太空中進(jìn)行觀測的軌道天文臺(tái)。
哈勃等空間望遠(yuǎn)鏡因?yàn)樘幱诘厍虼髿鈱又希圆粫?huì)受到大氣層的擾動(dòng)，但是由于沒有固定的地方，容易受到太空碎片的影響。
月基天文望遠(yuǎn)鏡，相當(dāng)于人類把“天文臺(tái)”架到了月球上，這比軌道觀測又進(jìn)了一步。
比如，在地面看星星，有時(shí)候星星會(huì)閃爍，這是因?yàn)榇髿鈱拥臄_動(dòng)，而且觀測時(shí)間不長。
在月球表面進(jìn)行天文觀測，可以完全避開大氣影響，獲得極高精度的觀測數(shù)據(jù)。同時(shí)，月球大約27天（地球日）才自轉(zhuǎn)一周，所以可對(duì)一個(gè)目標(biāo)開展長達(dá)300多小時(shí)的持續(xù)跟蹤，在月球觀測天空，觀測星星，研究星系、恒星的活動(dòng)，然后把數(shù)據(jù)傳回地球。
月球是一個(gè)非常穩(wěn)定的平臺(tái)，登月探測表明，月震產(chǎn)生的月面移動(dòng)約十億分之一米。這樣的穩(wěn)定性對(duì)于觀測極為有利，因?yàn)榭梢姽夤鈱W(xué)望遠(yuǎn)鏡“聯(lián)網(wǎng)”兩個(gè)基元望遠(yuǎn)鏡之間的距離精度要在零點(diǎn)幾光波波長之內(nèi)，即大約一千萬分之一米。
月球上引力場的微弱，減輕了儀器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和制造的困難，而且對(duì)儀器的操作和控制也變得更為容易。
專家稱，這次攜帶天文月基望遠(yuǎn)鏡，更多是試驗(yàn)性質(zhì)，看設(shè)備能否運(yùn)行正常，如果這次試驗(yàn)可行，以后會(huì)在月球上安裝更大的望遠(yuǎn)鏡，即在月球上建立天文臺(tái)。
觀地
觀測地球“站得高看得遠(yuǎn)”
了解地日關(guān)系；觀測太陽活動(dòng)對(duì)地球影響
等離子體層是地球磁場跟太陽風(fēng)相互作用的近地空間環(huán)境，在地球軌道上用衛(wèi)星觀測地球等離子體層，只是從赤道附近過境，只能看到局部，看不到全貌，因?yàn)榈厍虻牡入x子體層不是赤道周圍的一點(diǎn)點(diǎn)，是很大的一個(gè)區(qū)域。
美國宇航局2000年利用橢圓軌道的IMAGE衛(wèi)星的極紫外成像儀，從上往下對(duì)地球等離子體層進(jìn)行成像，第一次獲得了地球等離子體層在赤道面上的全球分布及其在太陽擾動(dòng)期間的變化。這種探測只有當(dāng)衛(wèi)星處在遠(yuǎn)地點(diǎn)附近時(shí)，才能拍攝地球等離子體層的整個(gè)圖像。
嫦娥三號(hào)月面軟著陸后，離地球38萬公里，能夠看到地球等離子層的全貌，是長期地、全面地、整體地看，長時(shí)間地跟蹤觀測可以從整體上探測太陽活動(dòng)、地磁擾動(dòng)對(duì)地球空間等離子體層的影響，關(guān)鍵是可以觀測到動(dòng)態(tài)和變化。
通過對(duì)地球周圍的等離子體層產(chǎn)生的輻射進(jìn)行全方位、長期的觀測研究，獲取地球等離子體層三維圖像，有助于了解太陽和地球的相互關(guān)系，能提高我國空間環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報(bào)能力。
還有觀點(diǎn)認(rèn)為，地球上一些自然災(zāi)害與地球等離子體層有關(guān)，這也是有可能的，因?yàn)榈厍蛏虾芏嘧匀滑F(xiàn)象都跟太陽活動(dòng)有關(guān)，所以相關(guān)的研究也具有科學(xué)意義。
測月
玉兔邊走邊“切”看月球
將在國際上首次建立綜合性觀測剖面
巡視器，也就是從探測器中釋放出來的“玉兔號(hào)”，它的腹部安裝了一個(gè)測月雷達(dá)。它在月面行走的時(shí)候。
通過測月雷達(dá)，一個(gè)特定區(qū)域月壤底下有沒有石頭，地質(zhì)構(gòu)造如何，都可以了解。
測月雷達(dá)可以測月球地底下30米深土壤層的結(jié)構(gòu)和100米深的次表層結(jié)構(gòu)，這個(gè)是國外沒有做過的。
月球車上還裝了測月球土壤成分和測土壤各種礦物組成的儀器，儀器的全部探測數(shù)據(jù)可以直接發(fā)回地球。此前有人打比方，玉兔號(hào)身上的測月雷達(dá)，相當(dāng)于一邊走一邊把地下切開一刀看看里面，看看這個(gè)月球土壤有哪幾層，土壤里有沒有大石塊或是其他什么結(jié)構(gòu)。
因?yàn)橛裢锰?hào)是區(qū)域性探測，所以測月雷達(dá)有助于了解區(qū)域性的典型月壤和地質(zhì)構(gòu)造，同時(shí)測月雷達(dá)還可以測地下100米深次表層的結(jié)構(gòu)。
通過搭載的測月雷達(dá)，并集合其他載荷探測的成果，可以在國際上首次建立集形貌、成分、結(jié)構(gòu)于一體的綜合性觀測剖面，建立起月球區(qū)域綜合演化動(dòng)力學(xué)模型。
■ 鏈接
“嫦娥三號(hào)”探月五大創(chuàng)新點(diǎn)
1 首次實(shí)現(xiàn)我國航天器在地外天體軟著陸
目前，全世界僅有美國、前蘇聯(lián)成功實(shí)施了13次無人月球表面軟著陸，中國是第3個(gè)實(shí)施月球軟著陸的國家。
嫦娥三號(hào)探測器經(jīng)過主減速段、快速調(diào)整段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段等6個(gè)階段的減速，實(shí)現(xiàn)從距月面15公里高度安全下降至月球表面。
2 首次實(shí)現(xiàn)我國航天器在地外天體巡視探測
全世界只有美國實(shí)現(xiàn)了載人登月。前蘇聯(lián)開展了2次月面無人巡視探測任務(wù)，巡視車分別在月面行走了10.5km和37km。中國是第2個(gè)實(shí)施無人月球巡視探測的國家。
巡視器與著陸器完成解鎖、釋放、分離、下降到月面、駛離，整個(gè)過程每個(gè)動(dòng)作環(huán)環(huán)相扣，任何一個(gè)動(dòng)作都影響任務(wù)成敗。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)就留有足夠余量；特別是通過大量實(shí)驗(yàn)，確保了機(jī)構(gòu)能力可靠。
3 首次實(shí)現(xiàn)對(duì)月面探測器的遙操作。
嫦娥三號(hào)巡視器遙操作采用自主加地面控制相結(jié)合的方式，根據(jù)獲取到的環(huán)境參數(shù)，在地面完成任務(wù)規(guī)劃，而巡視器自主具備完成局部規(guī)劃、避障和安全監(jiān)測、應(yīng)急保護(hù)的能力。
4 首次研制我國大型深空站，初步建成覆蓋行星際的深空測控通信網(wǎng)
目前，國外主要有美國、俄羅斯、歐空局、日本、印度等國家（組織）建立了深空測控站。美國、俄羅斯深空測控站的天線，最大口徑均為70米。
我國通過探月工程的實(shí)施，新建了18米、35米、65米、66米（亞洲最大）天線。這些天線的研制，使我國完全掌握了大口徑高效率天線的設(shè)計(jì)、制造、安裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高精度、快速測定軌和月面定位目標(biāo)。
5 首次在我國航天器上采用放射性同位素?zé)嵩春蛢上嗔黧w回路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)探測器在極端溫度環(huán)境下的月面生存。
A08-A09版采寫/新京報(bào)記者 鄧琦
