嫦娥四号在月球背面怎么发电,没有光线怎么拍照?

有理才喷


月球的背面只是在地球上看不到,并不代表上面没有光线。一张图解释:

很明显,月球背面上的一点,在一半的时间内,都会有太阳光照射,所以不存在没有光线,无法发电、拍照的问题。

月球的公转周期是28天,而自转周期也是一样的,这样就总是一面朝向地球。嫦娥四号在月球上,将会有14天的连续光照,以及14天的连续黑夜。

在光照之下,月球车可以通过太阳能发电,同时完成各种科学任务。那如果在黑夜中,又当如何应对呢?

在月球的黑夜中,由于没有大气层,其温度将会非常之低,达到零下一百~两百度的低温。很多电子元件在这种温度下都没法正常工作。但我国的嫦娥四号携带了「核电池」,一种利用放射性物质衰变产生热能、并提供电能的装置。

核电池本身会释放热量,这些热能可以用来为月球车保温。同时,由此产生的温差也可以用来发电。从而满足月球车在14天的漫漫黑夜中的需求。


章彦博


让我们看看太阳、地球和月亮这三者的关系。

请问,哪面是月球的正面,哪面是月球的背面?

当然是面对地球的那面是正面,背对地球的那面是背面。

由于潮汐锁定的缘故,在地球上是无法看到月球的完整背面的,但可以看到一部分。

注意,地球绕太阳转一圈是一年。而月球绕地球转一圈,就是阴历的一个月。

月球的位置一会儿在太阳和地球之间,一会儿在太阳和地球的连线之外,由此构成了从朔月到望月的月相变化。

当月球的位置在太阳和地球之间时,它的背面被照亮,而正面则陷入黑暗,反之,当它的正面被照亮时,背面则陷入黑暗。这正是月亮阴晴圆缺的由来。不过,我想在网上找一个明确的月球背面被太阳照亮的动图,还真没有找到,因为作图的人,为了简单,月亮上被照亮的部分没有明确的将月球正面和背面相区别,没有考虑到这样的细节,也难怪让人有误会。

太阳月亮地球,三点一线时,从地球上看到的月亮正面是完全黑暗的,这时的月相被称为朔月或新月,在朔月时月球背面被完全照亮,月球的正面则黯淡无光。

当太阳地球月亮三点一线时,就是满月,即月球的正面被完全照亮,而背面则陷入黑暗。

由于月球的自转和公转同步,导致月球正面和背面的日出和日落之间的时间,不是24小时循环一次,而是一个月循环一次,简单说就是背面被照亮大约14天半,然后是正面被照亮14天半,当然这是一个动态的过程。不妨让我们看看地球的日出和日落。

嫦娥四号将在12号,也就是明天进入月球轨道。

这次嫦娥四号进入月球轨道后,月球背面正是夜晚,所以不能马上着陆,需要等到月球背面的日出之后,才会着陆,正因为这个原因,所以嫦娥4号才会在月球轨道上转悠大约半个月的时间,也就是说要等到年末过新年的那时候正式着陆,让我们共同期待那个时刻的到来吧。

探秘嫦娥四号的光伏板

嫦娥四号的光伏板不仅在月球背面着陆后使用,实际上在飞往月球的路上,也是要依靠光伏板提供能源的。不过,不知道航天用光伏板与家用光伏板的差别有多大,虽然网上的文章都对此遮遮掩掩,吊人胃口,但可以想到的最基本差别就是,航天用光伏板得能经受宇宙空间中极端环境的考验,比如在没有太阳照射的地方温度极低,大约零下200度左右,而照射到太阳的时候,又会造成温度陡然升高,达到零上一百多度,温差达到数百度。


不仅在太空中是这样,就算降落到了月球的背面上也要同样经历月球日出和日落后温度的极端波动,据测量,月球昼夜温差达到大约300摄氏度。而我们的家用光伏板,不需要经历这么极端的温度考验。另外,家用光伏板坏了,打个电话就能换一块。但是嫦娥四号上的光伏板要是坏了,可没有简单办法换一块,所以,可以想见它使用的光伏板在质量检测和各种测试上的标准要比家用光伏板高得多。

总之,光伏板在民用和航天事业中都占据着越来越重要的地位,毕竟太阳的能量对人类现在的技术手段来说,算得上是取之不尽用之不竭啊。



裸猿的故事


嫦娥四号设计的是白天工作,夜晚休眠。配备了太阳能电板、锂电池和同位素电池,不过同位素电池主要是为了给设备保暖,而不是负责供应探测任务的电力。

月球和地球不一样,地球一天二十四小时,白天黑夜差不多都只有一半,即十二小时。但月球自转缓慢,自转一周需要28天,所以月球的白天就是14天,这个时间足够长了,在白天的时候太阳能天池板可以供给足够的电力,使设备运转,嫦娥四号月球车携带着4 台科学仪器,可以拍照,也可以分析月球地表特性,还能观测巡视探测点10-10000伏特能量范围内的能量中性原子及正离子等。

为了保证嫦娥四号在月球白天时的正常工作,嫦娥四号着陆器外边覆盖着保温和隔离辐射的特制材料,巡视车也做了特殊处理,避免受到月球白天强烈信号的干扰。而到了晚上月球温度—180℃,而光线的缺乏也使得探测难度增大,主要是太黑了,不好操控。低温对设备的考验也很大,因此嫦娥四号专门配备了一块同位素电池核裂变时释放的热量,持续稳定,刚好可以作为设备饿保暖措施,不过这块电池功率较小,不能支持探测任务。

作为第一个登陆月球背面的探测器,嫦娥四号将成为第一个吃螃蟹的,技术难题科学家们都有过充分的考虑,成功着陆也必将提升人类对月球背面的认识。


来看世界呀


题主怕是对月球“背面”的概念有误解,月球的背面指的并不是黑暗面,而是人类在地球上永远看不见的一面。月球背面也是有白天和黑夜的,由于地球的潮汐力月球的自转和公转同步,导致只有一个面对着地球,这种现象被称为潮汐锁定(同步自转)。

月球是有自转的,那就说明月球也是有白天和黑夜的,阳光也和普照月球的每个角落。所以嫦娥四号在月球背面白天可以接收太阳能,晚上可以应用自身携带的同位素温差电池供能。嫦娥四号探测器已经发射成功,但是还需要大约27天才能在月球背面着落。在这个时间内除了赶路,绕地、月旋转调整外,更多的是等待月球背面白天的到来。从下边嫦娥四号月球车可以看出来,它是有太阳能板的。

嫦娥四号探测器着落月球背面的时间被选定为月球上白天的“上午”,但是月球的昼夜交替一个周期大约是三十天,也就是说白天和黑夜大体上都是半个月。所以说不用考虑发电的问题,同时半个月的时间还是够拍照的。


以上就是我的简单回答,这里是科学黑洞,欢迎你们的关注与点评。图片来源网络侵删。


科学黑洞


嫦娥四号12月8号凌晨发射,从地球出发要经过漫长的27天时间才能着陆月球背面的南极—艾肯盆地。时间大致在2019年1月初,3、4号附近。


月球背面也有白天黑夜,不要把背面与黑暗混为一谈。白天可以利用太阳能电池板发电。夜晚可以利用核动力发电,维持嫦娥四号的体能,基本上处于休眠状态。此外白天利用可见光拍照。

下图的动画告诉我们,地球自转快(24小时),月球公转慢(27天多),周期相差很悬殊,由于月球公转和自转周期都是27天多,同步自转,所以在我们地球上看月球始终是一张脸,不会变化,而月球的背面我们从来没有见过。


月球背面什么时候是白天呢? 如下图,月初时,太阳、月球、地球三者近乎在一个平面时,即农历初一,在我们地球看来,月球正面是夜晚,因此我们看不到月亮。背面是白天,太阳高度角达到最高值,接受的太阳辐射最强烈。嫦娥四号可以充分利用太阳辐射启用电池板发电,供设备拍照、行进等使用。
由于月球自转周期长达27天多,一个白天要经历14天左右,时间大致是农历二十二、三至农历初七、八。也就是我们地球上见到的下弦月至上弦月阶段。选择月初着陆,解决了设备能源消耗问题,同时白天着陆可以应付突发情况,毕竟白天设备可以连续几天不间断的工作,背面着陆我们还是首次。


地理纵横


嫦娥四号将会在二十几天后降落月球背面,它在月球背面可以照常利用太阳能进行发电,因为着陆那天刚好是月球背面的上午。因此,嫦娥四号着陆后也能在月球背面上通过可见光波段进行拍照。

月球背面不是黑暗的,就像月球正面一样,月球背面也能够被太阳光照射到,因为月球本身会在自转。月球背面只是相对于地球来说,因为月球相对于地球是潮汐锁定,但相对于太阳并没有。月球绕地球公转一周的同时,自身也会完成一圈自转,时间都是27.32天,这就使得月球背面不能被地球上的我们观测到。

然而,相对于太阳来说,月球没有被潮汐锁定。在月球自转一圈的时间里,月球相对于太阳只在空间中运动一小段距离,所以随着月球自转,整个月球都会被太阳照射到。只是因为月球自转同时相对于太阳运动,就会导致月球的同一经度对准太阳的时间间隔要比自转周期长了两天,达到29.53天,这是月球的昼夜交替周期,又称月球的太阳日。

在农历新月时,月球背面会正对着太阳,整个月球背面都会被照亮。与此同时,月球正面背对着太阳,所以我们在地球上就看不到月球,因为太阳光没被月球反射到地球上。上图就是月球探测器在可见光波段拍摄到的月球背面。

嫦娥四号的任务进度已经考虑到月球缓慢自转的影响,所以它会在二十几天后登陆月球背面,因为那时正值月球背面的上午。这样,嫦娥四号登陆月球背面之后,就能利用太阳能发电,也能进行拍照。


火星一号


月球的背面并不代表就是黑夜,月球28天自转一周,所以月球上昼夜交替一次基本上要一个月,即月球背面有28天是晚上,28天是白天。所以嫦娥四号主要依靠月球背面的太阳光进行发电,而在晚上的时候则依靠同位素温差发电与热电综合利用技术来维持嫦娥四号的基本运行。



嫦娥四号自2018年12月8号凌晨2点23分发射升空,大概要经过十几天飞行姿态调整才能够顺利和月球交汇称为月球的卫星。而此时嫦娥四号还不能够立马着陆,因为月球背面还是晚上。所以说嫦娥四号和月球交汇后,还需要再绕月飞行十几天等待月球背面是白天的时候,才能够开始着陆。着陆后由于是白天,所以嫦娥四号会立刻展开太阳能电池板进行光电转化供能。而白天进行照片拍摄,也是最好的时候。




等到了晚上,由于昼夜温差过大,无法利用太阳光进行发电,嫦娥四号会停止一些活动,只保留部分活动,并同时利用同位素温差发电和热电综合利用技术发电供能。而且,这个时候嫦娥四号会启动携带的红外成像光谱仪进行成像,这种仪器在晚上也可以进行照片拍摄的。

所以说,即便是晚上,嫦娥四号也是可以继续工作的。


科学探秘频道


12月8日成功发射的嫦娥四号,目前正处在接近月球的26天旅程之中,随后将在月球背面的艾特肯盆地软着陆,实现对月球背面的巡视及各种科学探测工作。

嫦娥四号在月球背面的运行将主要通过太阳能板供电,而在夜间会采用低功率的核电源辅助供电。有了电源的供应,在夜间拍照当然可以使用闪光灯照明啊。

由于月球也在不断的自转,月球背面一样会受到阳光照射,具有白天和黑夜,在白天嫦娥四号会使用高效太阳能板进行光伏发电,维持正常运行。通过一下照片可以看到探测器上张开的太阳能发电板。白天通过利用太阳能转换成电能,就可以保障嫦娥四号的能量来源。

而月球背面的夜晚是黑暗寒冷的,温度会降至零下170摄氏度,这时嫦娥四号的夜间运行和探测活动就要靠它随身携带的秘密武器-核电池来供应能量了。

该核电池全称是基于238Pu同位素热源的同位素温差发电器,利用同位素衰变产生的热量,通过温差转换成电能,功率比较小只有2.5w,却是这种极寒条件最好的能源供给,可以用来保障体系热量以及进行温度测量等活动。

核电池也是NASA的好奇号等火星探测器必备的能源,一般最中间是放射性元素热源,连接温差发电的电极,通过散热片释放热量。在科幻电影《火星救援》中,寒冷的火星夜晚,马特呆萌就找出了核电池用来取暖。

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这个问题好玩,而且一定代表性。

其实,月球也在自转,上面的任何区域都能得到阳光普照,所以嫦娥四号探测器有太阳能电池板,提供电力供应。另外,月球的背面和黑暗是两码事。

古人就发现,我们在地球上看到的月球,似乎一直不变,都是同一张脸,所以在地球上都看到的月球一侧被称为正面,而月球的背面在地球上是永远也看不到,这是由于月球绕地球公转的周期和月球自身自转的周期相同而导致的现象,在天文学当中把这种由于重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体的现象称为“潮汐锁定”,被锁定的一个半球会固定不变的朝向伙伴,这种现象在宇宙中普遍存在。

总结一下,月球和地球一样,也在自转,而且是同步自转,尽管在地球上只能看到月球的一侧,但月球的每个区域都能被阳光照射到,这和地球上一样,黑夜和白昼会更替。



震长


题主这样问是不是觉得月球的背面就是月球的背光面,是这样吧?

因为月球永远是一面朝向地球。而我们又能看到它,说明月球的正面是面向太阳的,那么月球的背面自然是背光的,是阴暗面。其实不是这样的,月球的背面不等于被光面。换句说法,就是月球的背面也是有白天的。

大家发现了没有,嫦娥四号是在1月3日着陆月球背面的。这一天是农历的十一月二十八。在地球上是看不到月亮的。大家想一下为什么看不到月亮呢?月球的正面不是永远朝着地球吗?没错,月球的正面是永远朝向地球的,但是这几天我们看不到月亮。这说明这几天的月球正面是黑夜。相反的是月球的背面这几天正好是白天,嫦娥四号选择在这几天登陆月球背面,正好是在月球背面的白天,时间刚刚好,阳光充足,充电拍照两不误。

嫦娥四号传回来的照片也恰恰说明了,它着陆的时候月球背面正好是白天。为什么是这样呢?月球本身也是自转的,只要是发生自转,那就有白天和黑夜之分。只不过为月球被潮汐锁定了。它的自转周期和围绕地球公转的周一时间相,都是27.32天。这样它的白天长达13.5个地球日,黑夜也是13.5个地球日。看看下面这张动图就明白了,月球为什么虽然自转但是还只有一面朝向地球了。月球就好像一个人用绳子拴着它转圈甩一样。

嫦娥四号很明智的选择在月球背面是白天的时候登陆月球,可以马上展开各项工作。然后再过13天半的时间,嫦娥四号将迎来月球背面的第一个夜晚,一个长达13天半的月球黑夜,也面临月球表面低温的严峻考验。那时也就是腊月十五左右,一轮圆月有挂在了天空中。月球的正面又迎来了白天。

现在大家对月球的背面也有白天有所了解了吗?如果我的回答对您有所帮助的话,还请点个赞哦!


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