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神秘月球南極，藏有多少奧秘？

2023-08-27 18:14:40來源：科技日報

科技日報記者趙漢斌通訊員毛祺穎


(相關(guān)資料圖)

俄羅斯國家航天集團(tuán)8月20日發(fā)布消息稱，其發(fā)射的“月球-25”號探測器偏離預(yù)定軌道，與月球表面相撞后失聯(lián)，任務(wù)以失敗告終。

23日，印度發(fā)射的“月船3號”探測器在月球南極實現(xiàn)軟著陸，并于24日釋放“普拉吉安”月球車，踏足月球表面，開啟14天的科考。印度也因此成為首個實現(xiàn)探測器在月球南極著陸的國家。

同時，俄羅斯國家航天集團(tuán)似乎不甘失敗，總裁尤里·鮑里索夫25日呼吁，要從“月球-25”號探測器任務(wù)中吸取教訓(xùn)，繼續(xù)開展探月計劃，并計劃在2025至2026年再次向月球南極發(fā)射探測器。

一時間，月球及其南極區(qū)域成為人們關(guān)注的焦點。登陸月球南極有哪些意義又有哪些難點？科技日報記者為此采訪了中國科學(xué)院云南天文臺相關(guān)專家。

美國國家航天局公布的月球南北極區(qū)，左圖為北極，右圖為南極。圖片來源：NASA

“奔月”南極風(fēng)險巨大

自古以來，人們就對夜空中的月亮充滿好奇、向往與贊美。近代以來，月球成為人類深空探索的重點目標(biāo)，同時也是人類的足跡目前所到達(dá)的最遠(yuǎn)天體。

2018年，云南天文臺李語強(qiáng)等人在國內(nèi)首次成功實現(xiàn)月球激光測距，為385823.433千米至387119.600千米，距離精度優(yōu)于1米。

“月球地形十分復(fù)雜，布滿了大大小小的隕石坑，這使得月球探測器的成功著陸風(fēng)險巨大。目前世界上主要航天大國相繼開展了100多次月球探測活動，但成功率僅一半左右?！痹颇咸煳呐_研究員李語強(qiáng)說，這足以體現(xiàn)成功探月是一個國家科技實力的象征。

以前，人類的探月活動主要對面向地球的表面進(jìn)行探測，我國嫦娥四號在“鵲橋”中繼星幫助下，實現(xiàn)了首次在月球背面著陸，對月球背面展開科學(xué)研究，但人類對月球兩極的探索基本處于空白階段。

“對月球南極的探索，風(fēng)險巨大，主要原因在于月球南極復(fù)雜的地形，有巨石和巨大的隕石坑。對于高速飛行的航天器來說，平穩(wěn)著陸到指定區(qū)域十分困難。稍有不慎，就有可能錯過最佳著陸區(qū)域?！崩钫Z強(qiáng)說，月球南極點附近地勢非常崎嶇，稍有誤差，還可能進(jìn)入永久陰影區(qū)。因此，想要成功著陸并非易事。

當(dāng)前，中國、美國、俄羅斯和印度的月球探測活動，重心都指向了月球南極。去探測以前的探測任務(wù)沒有覆蓋到的地區(qū)，這有助于我們更加全面地了解月球，為人類開發(fā)和利用月球資源提供基礎(chǔ)保障。

據(jù)俄衛(wèi)星通訊社報道，隕落的“月球-25”號原本的目標(biāo)著陸點位于月球南極地區(qū)，其主要任務(wù)之一是在月球南極地區(qū)確認(rèn)是否存在水的可能性?！拔覀兊氖滓蝿?wù)是在月球上找到水，希望這種水能以冰的形式保存在太陽從未照射的極地隕石坑底部，或者至少找到水的痕跡?！倍砹_斯科學(xué)家艾斯蒙特稱。

“除了水冰資源以外，月球南極位于一個巨大隕石撞擊坑的邊緣?！痹颇咸煳呐_在讀博士研究生黃凱告訴記者，這個隕石坑直徑達(dá)2500千米，深度達(dá)8千米，是太陽系內(nèi)最古老的地貌之一，可為探索太陽系早期演化提供重要線索。同時，月球南極還存在著與地球相似的極晝現(xiàn)象，極晝期間可能出現(xiàn)長期連續(xù)的光照，更有利于探測器長時間開展工作。

月球南極區(qū)域水冰分布圖。圖片來源：NASA

月球南極確有水冰存在？

近年來，美國國家航空航天局在軌14年的月球勘測軌道飛行器收集到的數(shù)據(jù)表明，一些永久陰影環(huán)形山中可能存在著水冰，印度月船1號探測器載荷探測到了固態(tài)水冰的近紅外吸收光譜，直接證明了月球上含有水冰。

“月球南極附近存在很深的隕石撞擊坑，相較于月球的其他區(qū)域，月球南極擁有最大并且最集中的永久陰影區(qū)，這使得大量撞擊坑常年不受日照?！痹颇咸煳呐_助理研究員楊永章介紹，根據(jù)目前的理論研究，這些撞擊坑內(nèi)，極有可能富集大量水冰，或可追溯到早期太陽系的氫和其他揮發(fā)物的化石記錄。

如果月球南極存在大量水冰，未來或可就地取水，為后續(xù)開發(fā)和利用月球資源提供能源。水資源不僅可提供飲用水和氧氣，還可以用作火箭燃料。相比從重力較大的地球裝載大量燃料發(fā)射火箭，在重力較小的月球上就地獲取能源，能更有效地進(jìn)行針對火星和小行星等的太空探測。

月球南極可著陸、可利用區(qū)是有限的，因此，各國須確保首先發(fā)現(xiàn)可供未來宇航員和航天器使用的水冰，并使最新的一場勘探月球水冰的“太空競賽”紛紛指向月球南極。

據(jù)悉，目前印方6輪驅(qū)動的“普拉吉安”月球車，能夠以每秒1厘米的速度移動，以在巖石和隕石坑周圍巡視和探測，收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)和圖像，并將其發(fā)回地球供研究分析。同時，月球車搭載的相關(guān)光譜儀，還將分析著陸點區(qū)域周圍土壤和巖石的元素成分。此外，著陸器還攜帶了月球地震活動儀，將開展探測月震的實驗，以期獲取有關(guān)月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的線索。

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