爱读书 探索 月球有超过6000亿公斤水冰,印度“月船2号”拍摄到最清晰图像

月球有超过6000亿公斤水冰,印度“月船2号”拍摄到最清晰图像

印度航天组织ISRO于2019年7月将“月船2号”送上月球,虽然月船2号的着陆器Vikram于9月7日在月球表面坠毁,但月船2号轨道器仍在绕月运行。月船2号轨道飞行器拥有一套绘制月球地图的仪器,现在,我们可以窥探一下它发送回来的数据。ISRO科学家们已经提交了大量来自月船2号轨道器测绘仪器的初步结果,将在2020年3月份举行的第51届月球和行星科学会议上公布。

月球有超过6000亿公斤水冰,印度“月船2号”拍摄到最清晰图像-爱读书

这是在美国举办的一年一度会议,来自世界各地的2000多名行星科学家和学生参加并展示他们的最新成果,不过,由于对新型冠状病毒的担忧,目前会议已经取消。月船2号轨道器有一台光学相机,名为轨道器高分辨率相机(OHRC),可以捕捉月球的详细图像。OHRC可以0.25米/像素的最佳分辨率成像,超过了NASA月球勘测轨道器(LRO)0.5米/像素的最佳分辨率。

在黑暗中看到一个陨石坑

早在去年10月份,就已经看到OHRC通过发送回来的图像,其中包括大小不到1米的清晰可见的石头。现在,OHRC已经展示了对阳光不直接照射的区域进行成像。它通过看到从陨石坑边缘反射出来的昏暗的光线落在上面,捕捉到了火山口底部在阴影中的图像。下一步,这一能力将被用于成像月球两极陨石坑的内部,那里的阳光永远不会到达。

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绘制月球极地陨石坑的地形很重要,因为(据信)未来的月球栖息地就驻扎在它们附近,从它们内部输送水和其他资源。月船2号上的地形测绘相机(TMC 2)是一个立体成像器,这意味着它可以捕捉3-D图像。它通过从三个不同的角度对同一地点进行成像来做到这一点,类似于NASA的LRO,从那里构建出一幅3D图像。

最高分辨率三维地图

TMC 2已经传回了从月球表面100公里处拍摄的图像,从这些图像生成的3D视图看起来很棒。这是一个陨石坑和一个褶皱的山脊,后者是一个构造特征。这样的图像对于理解月球特征是如何形成和形成形状非常有用。

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例如,3D图像可以帮助构建形成陨石坑的撞击几何图形的精确图像。随着时间的推移,月船2号将提供整个月球的最高分辨率3D图像,最佳情况下的分辨率为5米/像素。

红外线中的增强型眼睛

月船2号上的成像红外光谱仪(IIRS)是月船1号上著名月球矿物测绘仪(M3)的继任者。由美国宇航局捐赠的M3仪器,因其出色的矿物测绘能力和对月球上水的探测而被公认。IIRS和M3都探测到月球表面反射的阳光,科学家根据这些反射的模式识别出表面上的矿物。IIRS在红外光下的灵敏度几乎是M3的两倍,初步结果证明了这一点。LRO项目科学家诺亚·彼得罗(Noah Petro)在Twitter上指出:

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多亏了M3,科学家们现在知道,即使在月球非极地地区,月球土壤也确实含有微量的水和羟基分子。月船2号上的IIRS将以更高灵敏度绘制月球土壤中的水分浓度图。

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月船2号长期观测旨在辨别月球土壤中的水分是如何随着月球环境的变化而变化,即月球水循环是什么样子的。请注意,所有这些仍然比地球上最干燥的沙漠含水量还要少,然而,月球两极拥有明显更多的水,这就是月船2号雷达进入画面的地方。

对月球上的水进行量化

月船2号轨道器双频合成孔径雷达(DFSAR)是月船一号上小型合成孔径雷达(Mini-SAR)的后继者,DFSAR穿透月球表面的深度是Mini-SAR两倍。不仅如此,DFSAR还拥有比机载LRO雷达(称为Mini-RF)更高的分辨率。将区域DFSAR雷达图像与Mini-RF雷达图像进行比较,初步结果也证明了这一点。

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与之前的任何仪器相比,月船2号轨道器具有更大的穿透深度和更高分辨率,正在充分量化月球两极永久黑暗的陨石坑底部到底有多少水冰被困住。根据过去的观察,目前估计表明月球两极拥有超过6000亿公斤的水冰,相当于至少24万个奥运会大小的游泳池。

下一步呢?

月球科学界和探险界一致认为,可以利用月球两极的水冰为未来月球栖息地提供动力。利用栖息地产生的太阳能,还可以将水冰分解成氢和氧,用作火箭燃料。但在计划月球两极的栖息地之前,需要更多地了解这些地区的水冰性质,以及如何根据这些地区的地形进入它。“月船2号”的初步结果清楚地表明,有史以来最高分辨率的测绘仪有望被送上月球。

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ISRO表示,月船2号将围绕月球运行7年,这应该会有足够的时间来全面绘制月球上的水及其宿主区域地图,并对其进行量化。探索这些拥有水的永久阴影区域地面任务,如美国宇航局即将推出的“毒蛇”月球车,是在月球上实现可持续栖息地下一个合乎逻辑的步骤。随着开发利用月球上的水冰技术,不仅可以殖民地球的邻居,而且可以殖民太阳系,而我们应该庆幸月球有充足的水。

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博科园|图 片:印度航天组织ISRO

博科园|研究/来自:Universe Today

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