探秘虹湾

    “虹湾”,这个颇具梦幻色彩的名字因中国探月工程而令世人瞩目。11月8日,国家国防科工局公布了部分嫦娥二号“近距离”拍摄虹湾地区的“特写”。镜头下,虹湾所展现的苍凉之美愈加激发起人们对这片陌生世界的好奇。

    虹湾,究竟是一个什么样的地方?为什么这里能成为“嫦娥”落月的首选之地?

    虹湾在哪里

    北纬44.1度,西经51.5度。这是虹湾中心区在月球上的经纬度。而在全月图上,它也很容易就能被辨认出来:月球正面——永远面向地球的那个半球、11点钟方向、一个近乎完美的弧形“海湾”。

    “17世纪的早期科学家认为,月球上这些大面积的暗色区域,覆盖着像地球上一样的海水,因此将其命名为‘月海’;明亮一些的区域称之为‘月陆’。由‘海’伸入‘陆’的部分被称为‘月湾’。事实上,今天我们知道,所谓月海,不过是月球上由玄武岩组成的低洼平原,由于玄武岩反射率较低,所以看上去颜色暗一些而已。尽管如此,月球上‘海’、‘陆’、‘湾’等称呼却从那时起一直沿用至今。”中国探月工程副总设计师于登云说。在他手边,是由嫦娥一号发回数据制作而成的迄今全球最棒的月球仪。

    在月球仪上,虹湾像是被一个巨大而侧倾的字母“C”包围着,这一轮廓又似一道弯弯的彩虹——其英文译名“Bay of Rainbows”和中文译名也都来自它最早的拉丁文名“Sinus Iridum”(“彩虹之湾”)。半包围它的弧形“后背”，是侏罗山的一部分，而其缺口，朝向东南——月球上的第二大“海”雨海。

    “C”字缺口的两端,各有一个用科学家名字命名的“海角”——西南的赫拉克莱特海角(Promontorium Heraclides),东北的拉普拉斯海角(Laplace)。

    赫拉克莱特海角是为了纪念希腊天文学家赫拉克利德斯·彭提乌斯。作为柏拉图的学生,他是第一个提出“地球在转动”的人。

    拉普拉斯海角以法国数学家、天文学家拉普拉斯的名字命名。著名的拉普拉斯定理用数学方法证明了行星的轨道大小只有周期性变化。这个海角的形状据说酷似“海洋之心”,不由得让人联想到电影《泰坦尼克号》里缠绵悱恻的爱情故事。然而, 11月8日公布的虹湾影像图中,该地区“拉普拉斯-A”的三维景观图让人迅速回到现实中——这是一个直径9公里,深1.7公里的碗状环形坑,和周围一样,一片寂寞与荒凉……

    于登云随手拿过一张名片,将赫拉克莱特海角与拉普拉斯海角连成一线:“在这条线与弧形的侏罗山包围之中的,就是虹湾。”

    虹湾什么样

    “之所以将这幅图从20多幅图片中挑选出来公之于众,有三个原因。”探月工程地面应用系统总设计师李春来说,“它能充分反映嫦娥二号和所搭载的CCD相机的水平和能力——曝光准确,图像清晰,层次丰富;1.3米的高分辨率图像能清晰准确地反映虹湾局部的地形地貌细节——直径4米的月坑、直径3米的月岩都能分辨出来;月海的地形地貌比较单调,而这张图的构图却恰好非常美观——图像中下方有一个直径约2公里的撞击坑,图像的上方一个直径约300米左右的“年轻”撞击坑格外明亮,使整个图像生动起来。”

    然而,窥一斑毕竟无法见全豹——更何况,整个虹湾直径约为259公里,底部面积有近4.8万平方公里,大体相当于4个天津市。

    由吉林大学地球探测科学与技术学院陈圣波教授等多位作者今年发表于《中国科学:物理学 力学 天文学》第40卷第11期上的《虹湾地区月球遥感地质解析制图》一文,或许能带给我们更多有关虹湾的认识。

    通过对美国的克莱门汀号月球探测器、日本的“月亮女神”以及嫦娥一号传回的数据分析,该文基本勾勒出了虹湾的大体风貌——虹湾内的地形从东南向西北倾斜,最低点在西北部侏罗山内侧,深度超过3000米。虹湾内部总体地形坡度小于两度,相对比较平坦,适合月球车软着陆和采样需要。

    文章认为,虽然虹湾是雨海的海湾,但它在雨海火山喷发前就已经存在。它们在深部结构上并不相同。虹湾内是一氧化铁含量高值区,雨海则为低值区,两者界限清晰。雨海二氧化钛含量为高值区,虹湾内二氧化钛含量中等,两者也界限清晰……说明它们在形成机制或年代上的差异。”

    文章的结论是,虹湾地区代表了从前雨海纪、雨海纪、爱拉托逊纪和哥白尼纪等多期地质事件,代表了月球丰富的地质演化历史。

    为何首选虹湾

    “我们为嫦娥三号备选了五个着陆区,虹湾是其中之一。”于登云解释说,着陆区至少要具备几方面的条件。

    其一,安全性——“着陆点要相对开阔平坦,便于‘嫦娥’躲开月岩或月坑”;其二,科学性——“着陆点的地质构造以及月岩、月壤的物质元素要丰富,具有科学探测价值,毕竟‘嫦娥’不是为了落月而落月的”;其三,可测控——“要选择落在月球面向地球的那一面,就像要让孩子始终处在大人视线范围内一样,便于测控”;第四,创新性——“‘嫦娥’落的地方,要以前没有别人去过”。

    “对于着陆点来说,不是这四个条件中有哪个特别突出就最好,而是要均衡兼顾。”于登云说。在于登云的月球仪上,人类或是人造探测器曾经驻足月球的地方,都被清晰地标注出来,而在虹湾尚是一片空白。

    几乎就在虹湾外正南方一两百公里的地方,就是前苏联“月球17号”探测器1970年的降落点,在那里,人类第一辆无人驾驶月球车“月球车一号”曾有过长达301个地球日的月球之旅,它测定了500多处月壤表层的物理力学特性,拍摄了2万多张月球照片……

    “虽然虹湾是‘嫦娥’的首选落月区,但是,‘嫦娥三号’到底会不会落在那里,要待其发射前根据运行轨道和发射窗口的情况来决定。会在哪呢?只有‘嫦娥’落在月面上,我们才知道。”采访最后,于登云非常肯定地这样说。

    不到最后一刻,悬念永远不会被解开。

    (本报北京11月11日电) 

    (制图:郭红松)