科學也可以如此靠近

中外科學家合作探測月球環境 為人類重返月球做準備

1月
13
2019

2019年1月13日11時 今日科學 魯網

魯網

距離人類第一次登月過去50年了,人類是否還能重返月球?月球上的輻射會對太空人造成多大影響?月球上到底有多少水?月球上的水是怎麼形成的?

為了更深入了解月球環境,為人類重返月球做準備,嫦娥四號探測器上搭載的兩個國際載荷將開展相關研究,一個是安裝在著陸器上的中國與德國合作的月表中子與輻射劑量探測儀,一個是安裝在月球車上的中國與瑞典合作的中性原子探測儀。

中科院國家空間科學中心研究員、月表中子與輻射劑量探測儀中方首席專家張珅毅說:「我們探測的核心目標,是測量月球表面粒子基本輻射情況和危害程度。」

科學家說,在深空中,宇宙粒子無時無刻都存在,由於月球沒有像地球一樣的磁場和大氣層保護,這些粒子會打在月球表面,而登陸月球的太空飛行器也會受到粒子的損傷和影響。

「在載人登月之前,我們的探測可對月球上輻射的危害進行評估,將為月球開發和載人登月作鋪墊。」張珅毅說。

此圖片為嫦娥四號著陸器監視相機C拍攝的著陸點南側月球背面圖像,巡視器將朝此方向駛向月球表面。新華社發(國家航天局供圖)

德國基爾大學物理實驗與應用研究所項目總師溫牧說:「這次任務非常令人興奮,在月球背面著陸是世界第一次。為未來人類登月做準備,這是非常棒的想法。」

他解釋說,科學家將那些非常微小的粒子稱為輻射,它們來自太陽或者銀河系之外,當它們撞擊月球時,會與其他粒子作用產生中子。「我們的儀器是世界上第一個在月球表面探測這種粒子的儀器。」

「如果太空人去月球,會面臨很多危險,比如火箭升空、在月球降落、生存都會面臨危險。即便這些危險都克服了,當太空人返回地球後,月球上對他們造成的輻射卻還留在他們的身體里,我們必須把這些輻射搞明白。」溫牧說。

20世紀60年代至70年代,美蘇頻繁發射月球探測器,在實現載人登月後,人類結束了第一次探月高峰。而到了90年代,人類在探測活動中發現月球上可能有水存在,重新引發了月球探測的熱潮。

科學家認為在月球兩極地區的隕石坑中從不見陽光的地帶可能存在水冰。但是月亮上到底有多少水?嫦娥四號著陸的艾特肯盆地里有沒有水呢?

張珅毅說:「中子的測量是推斷嫦娥四號著陸區是否含有水資源的一個很重要的指標。」

此外,科學家還將通過這台儀器測量著陸區月壤中氧化鐵含量,還將對日地間太陽風暴粒子加速機制進行研究。

「在月表進行中子與輻射劑量測量為國際首次,我們將獲得寶貴的數據資源。」張珅毅說。

2018年12月8日2時23分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射嫦娥四號探測器,開啟了月球探測的新旅程。新華社記者 江宏景 攝

中科院國家空間科學中心研究員、中性原子探測儀中方首席專家張愛兵說,月球沒有大氣和全球磁場,太陽風離子直接打到月表後,部分會被月表反射並變成中性原子,同時太陽風離子打在月表也會將月表物質成分濺射出來形成中性原子。因此中性原子的探測對於研究太陽風與月表的微觀相互作用、月表濺射在月球逃逸層形成中的作用都有重要的意義。

張愛兵說,嫦娥四號月球車在月表測量中性原子為國際首次。隨著月球車的移動,可以探測在月表不同地形地貌情況下,太陽風與月表相互作用的不同結果。

「有科學家認為太陽風氫離子還可能與月表中的氧相結合而形成水,這也是我們想要研究的內容之一。」張愛兵說。

他說,中國也在研製自己的中性原子探測儀,將用於中國自主的火星探測。

瑞典航天局太陽系統科學部部長科勒說,人類從未在月球背面的表面做過任何探測。「這是中國的巨大成就,我們非常高興能成為這次任務的一部分。」

「我們的探測對於理解太陽風撞擊月面後發生了什麼很重要。太陽風撞擊月面後產生四散的粒子,這些粒子在月球表面形成了稀薄的、類似大氣一樣的環境,但是我們對於這個環境了解得非常少。這一探測對於增進人類對太陽系的了解非常重要。」科勒說。

他說:「有一種理論認為,月球上的水是由於太陽風與月球表面的風化層相互作用而產生的,這是瑞典和中國科學家想通過探測解答的問題。」(記者 喻菲 全曉書 胡喆)


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