星海淼淼,宇宙浩瀚。从古至今,我们在夜晚抬头仰望,天空中的繁星往往能抚慰人心,也能激发往未知探索的求知欲。宋朝苏轼的千古名句:“不知天上宫阙,今夕是何年”,不仅是对夜空明月的浪漫描述,也道出了文人对天上生活的臆想。

月亮上月宫存在与否的问题,在今日老幼皆知答案。美国阿波罗11号(Apollo 11)任务在1969年首次登月成功,太空人阿姆斯特朗(Neil Armstrong)在月球上踏出了人类的一大步。举目所见,月球上渺无人烟,空荡一片。即便如此,世界各国的太空总署仍然将月球探索作为首要任务,比如美国宇航局(NASA)启动了长达10年的重返月球“阿耳忒弥斯计划”计划(Artemis Program),中国国家航天局的“嫦娥工程”准备在2030年之前完成载人月球探测工程。

作为世界列强之一的日本,在太空探索的领域也不落人后,是世界上最早进行太空探索的国家之一。二战之后,日本的航空工程师被禁止研究及开发航天技术,直到1951年在美国旧金山签订《对日和平条约》之后,航天研究才重整旗鼓。1955年,东京大学的“火箭科学之父”丝川英夫成功发射日本历史上第一枚火箭,开启了宇宙探索的新篇章。

从此之后,日本与其盟友合作,已经成功发射了多颗人造卫星,比如1970年发射的首枚卫星大隅号(Ohsumi),也参与了国际太空站(International Space Station)的建设和运营。

月探查计划三次任务

日本于月球探测有着浓厚兴趣。著于平安时代,日本最早的物语作品《竹取物语》描写了主人翁辉夜姬在人间长大而发现自己是月宫公主的故事。在故事结尾,辉夜姬在养父母的哭泣中升天回到月宫,感人肺腑的同时,也间接反映了日本文化对月球的向往。这也切合日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的“月探查计划”,其主旨是“阐明月球的起源和演变,并在未来利用月球。”

到目前为止,月探查计划成功完成了三项探月任务。1990年时,JAXA的前身,宇宙科学研究所(ISAS)发射了日本第一颗环绕月球的人造卫星飞天号(Hiten),是继美国和前苏联之后,第三个发射环月卫星的国家。飞天号主要任务是进行轨道控制实验,为后续太空探测的操作热身,其本身并没有多大的科学意义。环绕月球九周之后,飞天号撞击于月球表面上,任务告一段落。

日本科学上真正的第一个月球探测器,是于2007年发射的辉夜号(英:Selene,日:Kaguya),是继美国阿波罗计划之后规模最大的探月任务。辉夜号由三个部分组成:主卫星(辉夜姬)、中继卫星(翁)和甚长基线干涉测量卫星(妪)。翁和妪取名自《竹取物语》辉夜姬的养父母。

辉月号载有13台科学观测器材,对月球展开全面的远程观测,揭示了月球的地形、地质、重力和磁场等特征。其中的重大发现,包括测量月球背面的详细重力图,确认月球两极有永久的阴影区,以及为未来的无人登月计划进行了技术验证。辉夜号运作将近两年后,任务圆满,主卫星于2009年坠落于月南半球。

日本的无人登月计划,也是第三次的探月任务,几经波折终于在今年完成。名为小型月球探测器SLIM(Smart Lander for Investigating Moon)的月球着陆器,于2005年开始策划,历经选拔后,从七项提案中脱颖而出,2016年正式研发制造,2023年9月升空。三个月后,SLIM在圣诞节当天进入环月轨道,最终于今年1月19日着陆。这项壮举象征了日本成为前苏联、美国、中国和印度后,第五个登月的国家。

日本小型月球探测器SLIM模型,由三菱电器所制造。(法新社)

SLIM是日本探月里程碑

SLIM的主要目的是演示精确的月球着陆技术,为未来的月球探测提供实验基础。在下降过程中,SLIM着陆器通过人脸识别系统的技术,识别了月球上的陨石坑,并根据Kaguya任务收集的观测数据,确定了其当前位置。SLIM的目标是在直径100米的范围内实现软着陆,面积比一个标准足球场略小。相比之下,当年阿波罗11号的着陆范围是SLIM的1万倍左右。因此,JAXA和官方媒体给SLIM冠上了“月球狙击手”(Moon Sniper)的美誉。

LEV-2的设计灵感源自变形玩具,可从一个圆滚滚小球变形成两轮车。(路透社)

SLIM载有两台漫游车(Lunar Rover),称为LEV-1和LEV-2。它们在SLIM降落过程中离月表5米左右时部署,成功落地。LEV-1配有相机和高频天线,负责和地球通讯。LEV-2比较特别,是由JAXA和索尼公司、玩具公司Tomy和私立大学同志社大学所研发。Tomy的名牌玩具包括变形金刚(Transformers)、汤姆士小火车(Thomas & Friends)等,因此LEV-2的设计灵感源自变形玩具,能够从一个圆滚滚的小球变形成两轮车。

美中不足的是,SLIM在降落时发生了点小意外。距离月表约50米的时候,SLIM其中一台主推进器发生故障,引擎喷嘴脱落,马力骤降成预设的55%,导致整台着陆器翻覆,倒栽葱似地着陆。这连带导致SLIM的太阳能板只能向西打开,无法及时受到日照而供电。JAXA为了防止电池耗尽,毅然于20日清晨关闭电源。所幸的是,由于日照情况好转,SLIM已在29日重新启动,继续它的科学任务。

SLIM任务是日本太空探索的一次里程碑,也是人类对月球一次新的认识。本次任务所展示的精确着陆技术能够使未来的月球探测更加灵活和安全,也为月球基地的建设和维护提供便利。人类若能放下彼此的成见,共同和平发展太空事业,不啻是一项对于地球生灵的福祉。

月海由熔浆形成

月球是地球唯一的天然卫星(绕着行星的天体),直径达3500公里,约等于地球的四分之一,相当于澳大利亚国土的宽度。

月球永远以同一面向着地球,因此有正面(near side)和背面(far side)之说。

月球正面有着广阔平坦的平原,称为月海(Maria)。由于肉眼观察下较为黑暗,古人误以为这些地方充满了水,就像地球上的海一样。月海是由凝结的熔浆形成,含铁量丰富,因此呈乌青色。

自1959年前苏联的第一艘登月太空船开始,各国的登月任务都持正面目标。2019年,中国嫦娥四号首次登陆月球背面进行勘察。