本报记者 李月红

　　月球背面真有外星人吗？这个吸引全球无数青少年好奇的科学问题似乎有了答案：一个探测器以自毁方式撞向月球背面，而人类发射到太空的“卫星们”却久久未探测到任何地外文明的信号。

　　这是一次略显悲情的太空探索——4月18日，由美国航天局发射且服役期已满的“月球大气与尘埃环境探测器（LADEE） ”，在受控状态下高速撞向月球表面，以完成其最后一项探测任务——解谜月球地平线的奇异光芒来自何方。

　　“撞月秀”的时间地点是怎样选择的、“撞击式探测”科研价值几何、探测月球大气尘埃的意义在哪里……日前，本报记者就这些疑问专访了中国空间技术研究院研究员、航天专家庞之浩。

　　“撞月秀”试解发光谜

　　地球上，千万科学爱好者正忙着与LADEE卖萌告别：美国航天局（NASA）官网挂出一则谜题：近期将要撞向月面的“月球大气与尘埃环境探测器（LADEE）”具体会在几日几时几分完成撞击？猜中的参与者，将获得NASA通过电子邮件发来的一份“个性化证书”。

　　去年9月6日，大小相当于一辆小型汽车的LADEE飞向月球轨道。它肩负着三大探月任务：分析月球稀薄大气成分、研究月球表面粉尘作用、进行月地激光传输测试。

　　“有意思的是，LADEE升空之际，就受到了全球网友的关注。”庞之浩说。据介绍，在它身上发生的两件有意思的事情：一是，火箭升空时一只青蛙被强大的气浪吹上天，这一幕正好被NASA的遥控摄像机拍摄下来，网友们纷纷表示了深切的同情，“如今一只青蛙也可以这么讲‘我比所有的同伴都离月球更近’”。二是，旨在研究月球表面尘埃的LADEE开展探测任务后，正好赶上我国的“嫦娥三号”探测器登月。“嫦娥三号”着陆时引起的月表尘埃飞扬实况，成为LADEE获取的难得资料。

　　设计寿命100天，最近LADEE接到最后一项任务：撞向月球。项目负责人表示，项目组期待其燃料耗尽后，所在轨道可使其自然撞向月面。根据预测时间大约是4月21日左右，但由于月球重力场极不均匀，再加上月面地形高低起伏，加之15日持续4小时的日全食制造的黑暗和寒冷，加速了LADEE的自毁，它比原本预计的撞击时间提前了3天。

　　“纵身一撞”并非是休止符，它旨在弄清月球地平线上的奇异光芒来自何方——该现象最初是由“阿波罗”号宇航员在月球日出之前发现的。

　　“一种获大多数科学家认可的假设认为，是太阳的紫外线导致月球尘埃带电，而这些尘埃随后向上升起，形成了云团，并且这些云团最终俘获了光线以及宇航员的目光。”庞之浩说，尽管这一发现激动人心，但目前并没有科学能够给出解释。研究人员希望LADEE在轨道下降过程中，可在距离月面几千米高度进一步观察月尘，争取获得新发现。但遗憾的是，此次撞击并未解开谜题。

　　发挥余热意在月壤

　　LADEE此次未能解开40年前“阿波罗”飞船宇航员日出前在月球地平线上看到神秘光线的谜团。

　　值得注意的是，18日零时30分至1时22分之间，LADEE以5700公里/每小时的极端速度在月球表面坠落并瓦解，部分零件由于撞击时产生的高温而汽化。这是极为高速的撞击，LADEE甚至会在月面翻上几个筋斗。与此前的探测器撞月不同，此次撞击点位于月球背面，地球将无法通过地面设备“欣赏”LADEE撞月时的场景，只能利用“月球勘测轨道飞行器”观测撞击结果。

　　“进入21世纪后，越来越多的探测器采用了‘撞击式探测’的方式，主要是研究月壤。”庞之浩告诉记者。一般采用这种方式有两个前提：一是设计寿命到期，燃料消耗得差不多；二是在受控状态下撞击以避免今后出现的失控可能。

　　庞之浩说，进行撞击式探测，主要是通过撞击探测地外星球的内部结构和组成。它们有的是专用撞击式探测器，有的是发挥卫星式探测器的余热。美国“月球勘测者”、欧洲斯玛特1号、嫦蛾1号、日本月女神1号都在寿命末期进行了撞击式探测。

　　“撞击时，产生的巨大动能将有利于近距离观测月球内部的情况。”庞之浩说，巨大的动能不仅会产生高温，还会撞出坑，所产生的月壤反应都会有很好的科研价值。以美国曾发射过“月球坑探测与感知”探测器为例，这个专门用来进行撞击式探测，最终证实月球上有水冰存在的可能，这对未来人类登月、探索火星都有极高的价值。

　　实现激光通信试验

　　“LADEE所执行的任务中，意义最大的就是成功实现了激光通信试验。要知道，目前数据传输速度只有其六分之一。”庞之浩说。

　　据介绍，空间探测器远离地球后对测控通信带来极大的挑战，除了存在信号传输时延外，信号衰减也很大，并使信息传输速率下降等。为此，空间探测器要增大发射功率和天线口径，采用数据压缩、抗干扰和相干接收等技术。

　　以在火星执行任务的“好奇号”为例，无线电信号每秒传输18.64万英里，与光速相同。在地球上，由于距离较“短”，无线通信几乎是实时的。而火星是距离太阳的第4颗行星，距离地球的平均距离是7800万英里，加之火星和地球的绕日轨道曲率不同，它们之间的平均距离在7800万英里和4875万英里之间，无线电信号的传输需时4分钟。另外，每一次通信都有着信号衰减，大概有278dB的路径损耗。

　　LADEE开展的“月球激光通信演示验证（LLCD）”项目主要是用于演示验证从大约40万公里的远距离进行激光通信的可能性。

　　去年年底，在30天的任务执行期间，LADEE验证了在漫长的白天，远距离激光通信没有误差，即使是在月亮处于太阳高度角为3度的范围里时，仍旧能保持通信不间断。

　　在试验验证中，LLCD与月球之间通信的数据下载和上传速率分别达到了622Mbps和20Mbps。通俗地说，激光通讯能够在不到5分钟的时间内下载1G字节的数据信息，如果是用搭载在LADEE上的无线电通信系统则需要几天的时间才能完成。

　　还有一个意外收获，就是验证了LLCD甚至可以穿透薄云层进行数据通信。项目还验证了一项能力，就是激光通信可以实现从一个地面站自主切换到另一个地面站，就像手机能够从一个基站切换到另一个基站一样。