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科学家提出了一个尼斯模型,描述了那段时间太阳系的演化过程。大约是在40亿年前,木星和土星的轨道周期变成了大约1:2共振,也就是木星转两圈,土星绕着太阳转一圈。这两者形成的共振就像周期性的荡秋千一样,给整个太阳系带来了巨大的影响。天王星和海王星这两颗巨大的冰巨星受到大哥、二哥的影响,开始向太阳系外侧转移。 这时候的外太阳系,还是安安静静的,常年以来没受到什么扰动。在15~35个天文单位的范围内,还存在大量稠密的小天体。天王星和海王星这二位一冲进来,那又把这片小天体搅得稀里哗啦的。有很多小天体都被踢出了原有的轨道,开始扔向内太阳系。 但是,力的作用总是相互的,天王星和海王星的二位把小天体往内太阳系扔,同时也会给他们自己一个反作用力,它们也会向太阳系外侧迁移。尤其是海王星。它跑的比天王星还要快,所以科学家们推测,想当初有可能海王星是在天王星内侧形成的。但是它跑得比天王星快,最后跑到天王星外侧去了。 在那个时代,太阳系依然是个小天体到处乱飞的年代,但是呢,大家扔的方向还不太一样。天王星跟海王星这哥俩,通常是把小天体往太阳系内部扔。土星扮演了二传手的角色,天王星和海王星扔进来的建筑垃圾,通常被它给传给了木星,木星这个家伙通常是把小天体往外部扔,而且这家伙像个守门员一样,土星传进来的球,全被它转个圈又扔出去了。只有少数漏网之鱼奔向地球,这就是所谓的后期重轰炸期……
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现在回到最根本的问题:火星本身已经够有意思了,为什么还要费劲去探测它身边的小卫星?主要是因为从火星上直接采样返回,难度实在太大了。像咱们天问3号那样,从火星表面打个洞,然后把样品带回来,日本人实在是做不到,他们没有长征5号这样的大火箭。他们只能退而求其次,从火星的卫星上取样返回,难度要小太多太多。 另外呢,这两颗卫星太奇怪了,奇怪到科学家为它们的来历吵了几十年。我们想要搞清楚火星的历史,那就先从卫星开刀。这也是一个相对低成本的选择。 火卫一和火卫二都很小,形状极不规则,像两颗被啃过的土豆。火卫一大约是27公里长、22公里宽、18公里高,火卫二更小,大约15公里长、12公里宽、11公里高。它们表面很暗,反照率只有7%左右,比煤炭还黑。更让人疑惑的是密度:火卫一密度约1.9克每立方厘米,火卫二更低,只有1.5克每立方厘米。普通岩石的密度一般在3左右,说明它们要么内部非常疏松,像一堆碎石被引力勉强聚在一起;要么含有大量水冰或碳质物质。
嫦娥7号这台探测器不仅仅是一个探测器,而是一个标准的4件套。首先是轨道器,这个东西就是在月球轨道上转悠。它的主要活儿是两件事:第一,对月球南极地区做高精度遥感探测,拍地形、拍光照分布,给下面的着陆器"画地图",告诉它"你往那个方向飞,落地坐标是这儿";第二,它是通信中继。你想啊,月球南极那个位置,从地球直接看,视线条件极差——每个月能直接通信的时间很有限,俯仰角低,还老被地形挡住。所以月面上的着陆器、巡视器、飞跃器,跟地球说话,都得通过轨道器转发。相当于你在月球南极架了个"基站"。当然,鹊桥2号中继通信卫星也可以提供通信支持。 所以啊,轨道器上装的是最基本的仪器仪表,说白了就是画地图用的立体相机和雷达,以及探测物质分布的一大堆谱仪,比如看红外线的,看中子谱的。还有一些探测空间环境的仪器。 接下来就是着陆器了,这个着陆器也是一大包的东西,它要实现在月球的南极高精度定点软着陆,注意是"定点",不是"落地就算",是精确落到预定的那个点上。着陆之后它本身也是一个固定观测平台,在原地做长期的原位勘查,相当于一个"不动的观察哨"。 所以,着陆器上的仪器主要是立体相机、月震仪、环境探测器系统、月球望远镜和尘埃电场探测器。月震仪是咱们中国第一次研制,尘埃电场探测器是俄罗斯制造的,算是国际合作。当然,还少不了意大利人做的角反器。意大利人特别擅长研发角反器,很多角反器都是他们做的……