ภารกิจของจีนจะนำตัวอย่างหินดวงจันทร์ก้อนแรกกลับมาในรอบกว่าสี่ทศวรรษประเทศจีนกำลังจะสร้างประวัติศาสตร์อวกาศ ในเดือนธันวาคม ประเทศจะเปิดตัวยานอวกาศลำแรกที่เคยลงจอดบนด้านไกลของดวงจันทร์ ยานอีกลำหนึ่งซึ่งมีกำหนดจะบินขึ้นในปี 2019 จะเป็นคนแรกที่นำหินดวงจันทร์กลับมายังโลกตั้งแต่ปี 1976
ภารกิจทั้งสองนี้ ซึ่งเป็นชุดการสำรวจดวงจันทร์ล่าสุดของจีนที่ตั้งชื่อตามเทพธิดาแห่งดวงจันทร์ของจีน ฉางเอ๋อ
อยู่ในแนวหน้าของความสนใจครั้งใหม่ในการสำรวจเทห์ฟากฟ้าที่ใกล้ที่สุดของเรา หน่วยงานด้านอวกาศของอินเดียรวมถึงบริษัทเอกชนในอิสราเอลและเยอรมนีต่างก็หวังสำหรับภารกิจหุ่นยนต์ดวงจันทร์ในปี 2019 และสหรัฐอเมริกาตั้งเป้าที่จะให้นักบินอวกาศโคจรรอบดวงจันทร์ในปี 2023 และเพื่อส่งนักบินอวกาศลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทร์ในช่วงปลายปี 2020
ถึงเวลาแล้วสำหรับการสำรวจดวงจันทร์ครั้งใหม่ แม้จะมีการศึกษาหลายทศวรรษ แต่ดาวเทียมธรรมชาติดวงเดียวของโลกยังคงมีความลึกลับเกี่ยวกับการก่อตัวตลอดจนเบาะแสเกี่ยวกับประวัติของระบบสุริยะ ( SN: 4/15/17, p. 18 ) “มีหลายสิ่งหลายอย่างที่เราไม่รู้” Long Xiao นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยธรณีศาสตร์แห่งประเทศจีนในหวู่ฮั่นกล่าว เขาเป็นผู้เขียนร่วมของการศึกษาสองชิ้นที่ตีพิมพ์ในเดือนมิถุนายนและกรกฎาคมในวารสาร Journal of Geophysical Research: Planetsที่อธิบายถึงสถานที่ลงจอดของภารกิจใหม่ของจีนคือ Chang’e-4 และ -5
นักวิทยาศาสตร์รู้สึกตื่นเต้นที่จะได้สัมผัสกับตัวอย่างหินใหม่ๆ เพื่อค้นหาความลับที่ดวงจันทร์อาจยังคงซ่อนอยู่ ภารกิจส่งคืนตัวอย่าง Chang’e-5 “ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะมีประเภทหินเพิ่มเติมที่เรายังไม่ได้สุ่มตัวอย่าง” David Blewett นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์แห่ง Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory ในเมืองลอเรล รัฐแมริแลนด์ กล่าว “ถ้าคุณมาที่โลก และลงจอดในบริเตนใหญ่และทำข้อสรุปทั้งหมดเกี่ยวกับโลกจากสิ่งที่คุณเห็น … คุณจะไม่มีภาพรวมจริงๆ”
การเดินทางสู่ด้านมืด
ยานอวกาศ Chang’e-4 ประกอบด้วยเครื่องบินลงจอดและรถแลนด์โรเวอร์ซึ่งเดิมสร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นเครื่องสำรองสำหรับภารกิจ Chang’e-3 ปี 2013 ซึ่งถือเป็นการลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งแรกของจีนและการลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งแรกเลยนับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 ( SN Online: 12/16/13 ). เครื่องบิน Lander-Rover ที่ไร้คนขับของ Chang’e-3 ได้ลงจอดในที่ราบลาวากว้างใหญ่ทางตอนเหนือที่รู้จักกันในชื่อ Mare Imbrium ซึ่งยานดังกล่าวได้ตรวจวัดองค์ประกอบและความหนาของดินบนดวงจันทร์และค้นพบหินบะซอลต์ชนิดใหม่ หรือหินลาวา
คราวนี้ จีนมีสถานที่ท่องเที่ยวในพื้นที่ดวงจันทร์ที่ไม่เคยมีการสำรวจมาก่อน ฉางเอ๋อ-4 ตั้งเป้าไปที่ลักษณะที่ใหญ่ที่สุด ลึกที่สุด และเก่าแก่ที่สุดเท่าที่ทราบของดวงจันทร์ ซึ่งเกิดจากการกระทบ นั่นคือแอ่งขั้วโลกใต้–เอตเคน บนด้านไกลของดวงจันทร์ ซึ่งมักจะหันหน้าออกจากโลกเสมอ แอ่งทั้งหมดซึ่งมีความกว้าง 2,500 กิโลเมตรและลึกสูงสุด 8.2 กิโลเมตร ใหญ่เกินไปสำหรับรถแลนด์โรเวอร์ที่จะสำรวจ ดังนั้น Chang’e-4 จึงกำลังถ่ายทำหลุมอุกกาบาต Von Kármán กว้าง 186 กิโลเมตรภายในแอ่งที่ใหญ่กว่าสำหรับหลุมจักรวาลในที่เดียว
ผลกระทบมหาศาลที่ก่อตัวขึ้นในแอ่งขั้วโลกใต้–เอทเคน คาดว่าจะได้ขุดพบบางส่วนของเสื้อคลุมบนดวงจันทร์ ซึ่งเป็นชั้นหินที่หลอมละลายครั้งหนึ่งซึ่งหนาแน่นกว่าซึ่งอยู่ใต้เปลือกโลก การสำรวจปล่องภูเขาไฟสามารถเปิดหน้าต่างสู่ด้านในของดวงจันทร์ได้
“มีข้อโต้แย้งมากมายเกี่ยวกับองค์ประกอบของเสื้อคลุมบนดวงจันทร์” เซียวกล่าว ตัวอย่างเช่นเสื้อคลุม “เปียก”และเต็มไปด้วยแร่ธาตุที่ชุ่มชื้นหรือแห้งหรือไม่? ถ้ามันเปียก น้ำรอดจากการปะทะขนาดมหึมาที่คิดว่าจะก่อตัวดวงจันทร์ได้อย่างไร Chang’e-4 จะไม่ไขปริศนาเหล่านั้น แต่การวัดค่าสามารถช่วยปรับเทียบการสังเกตระยะไกลในอนาคตได้
กล้องสามตัว อินฟราเรดสเปกโตรมิเตอร์ และเรดาร์เจาะพื้น 2 ดวง เช่นเดียวกับที่ใช้ในภารกิจ Chang’e-3 จะช่วยให้ยานอวกาศดำเนินการสำรวจปล่อง Von Kármán Chang’e-4 ยังมีเทคโนโลยีที่ใหม่กว่าอีกด้วย: เครื่องมือของสวีเดนเพื่อศึกษาว่าอนุภาคที่มีประจุจากดวงอาทิตย์มีปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวดวงจันทร์อย่างไร เครื่องมือเยอรมันเพื่อวัดระดับรังสีซึ่งอาจมีความสำคัญสำหรับนักบินอวกาศในอนาคต และภาชนะที่มีเมล็ดพืชและไข่แมลงเพื่อทดสอบว่าพืชและแมลงหากฟักออกมาจะเติบโตร่วมกันบนดวงจันทร์ได้หรือไม่
เนื่องจากดวงจันทร์หันหน้าเข้าหาโลกแบบเดียวกันเสมอ นักดาราศาสตร์บนพื้นดินจึงไม่สามารถสื่อสารกับฉางเอ๋อ-4 ได้โดยตรง ดังนั้นในเดือนพฤษภาคม หน่วยงานอวกาศของจีนจึงเปิดตัวดาวเทียมถ่ายทอดการส่งสัญญาณไปยังจุดที่ไกลกว่าดวงจันทร์เพื่อสะท้อนข้อมูลและสัญญาณการสื่อสารไปมาระหว่างพื้นผิวดวงจันทร์กับโลก ( SN Online: 5/20/18 ) ดาวเทียมดวงนั้นที่เรียกว่า Queqiao ได้รับการตั้งชื่อตามสะพานนกกางเขนในตำนานซึ่งครอบคลุมทางช้างเผือกปีละครั้งเพื่อให้คู่รักสองคนได้พบกัน
สถานการณ์นั้นพิสูจน์ได้ยากเพราะสนามแม่เหล็กในทางช้างเผือกเบี่ยงเบนรังสีคอสมิกเหล่านี้ออกจากเส้นทางเดิม ถึงกระนั้นก็ตาม นักวิจัยได้แสดงให้เห็นก่อนหน้านี้ว่าเศษซากซุปเปอร์โนวา – เปลือกขยายของวัสดุที่ถูกทิ้ง – สามารถเร่งอิเล็กตรอนให้เป็นพลังงานรังสีคอสมิก แต่ไม่มีหลักฐานว่าโปรตอนถูกเร่งด้วยกลไกเดียวกัน
