科學成果揭示著陸區月壤成分和成熟度
文章來(lai)源：中國(guo)航天(tian)科技集團有限公司 發布時間：2021-06-03
嫦娥四號(hao)著(zhu)陸器(qi)和“玉(yu)兔(tu)二號(hao)”月(yue)(yue)球車分(fen)別于(yu)5月(yue)(yue)29日17時和7時15分(fen)結束第(di)十(shi)八月(yue)(yue)晝工作，按地面指(zhi)令完成月(yue)(yue)夜模(mo)式(shi)設置，進入(ru)月(yue)(yue)夜休眠。
在第十八月晝期間，“玉(yu)(yu)兔二號(hao)(hao)”為(wei)天(tian)問一號(hao)(hao)讓路，配(pei)合我國首次火星探(tan)(tan)測(ce)(ce)任務地面深空測(ce)(ce)控站的(de)(de)(de)適應性改(gai)造(zao)，“玉(yu)(yu)兔二號(hao)(hao)”搭載(zai)的(de)(de)(de)科(ke)學載(zai)荷(he)并未開機(ji)，原地待命(ming)。在通信能力受限(xian)的(de)(de)(de)情況下，嫦娥四號(hao)(hao)著陸器(qi)上僅有(you)月表中(zhong)子(zi)與輻射劑量探(tan)(tan)測(ce)(ce)儀開機(ji)進行了常規探(tan)(tan)測(ce)(ce)。目前，深空測(ce)(ce)控站的(de)(de)(de)改(gai)造(zao)工(gong)(gong)程(cheng)已接近尾聲，待完成后，將(jiang)為(wei)計劃7月開展的(de)(de)(de)火星探(tan)(tan)測(ce)(ce)和(he)嫦娥四號(hao)(hao)工(gong)(gong)程(cheng)后續(xu)科(ke)學探(tan)(tan)測(ce)(ce)工(gong)(gong)作提供更(geng)穩定、更(geng)強大的(de)(de)(de)支(zhi)持。
“玉(yu)(yu)兔(tu)二號”雖然在本月晝沒有移動，但地面科(ke)(ke)學(xue)團隊(dui)繼續對已(yi)獲取(qu)的科(ke)(ke)學(xue)數據(ju)進(jin)行深度研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)分(fen)析(xi)(xi)，不(bu)斷取(qu)得(de)新(xin)的科(ke)(ke)學(xue)成果和科(ke)(ke)學(xue)發現。中(zhong)國(guo)科(ke)(ke)學(xue)院(yuan)(yuan)空(kong)天(tian)信(xin)息(xi)創新(xin)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)(yuan)遙感(gan)科(ke)(ke)學(xue)國(guo)家重(zhong)點實驗室芶盛(sheng)博士(shi)，中(zhong)科(ke)(ke)院(yuan)(yuan)比較行星學(xue)卓越創新(xin)中(zhong)心及類(lei)地行星先導專項骨(gu)干成員(yuan)、中(zhong)國(guo)科(ke)(ke)學(xue)院(yuan)(yuan)空(kong)天(tian)信(xin)息(xi)創新(xin)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)(yuan)遙感(gan)科(ke)(ke)學(xue)國(guo)家重(zhong)點實驗室邸(di)凱昌研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)、岳宗(zong)玉(yu)(yu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)及其合作者，利用玉(yu)(yu)兔(tu)二號就位(wei)測(ce)量光譜數據(ju),開展了(le)嫦娥(e)四(si)號著(zhu)陸(lu)區月壤礦物成分(fen)分(fen)析(xi)(xi)和太空(kong)風化效應研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，探討(tao)了(le)月壤來源和月壤成熟度。
月(yue)球背面的(de)(de)南極-艾特肯盆(pen)地(di)（South Pole-Aitken Basin）是已知太陽系最(zui)大、最(zui)深和最(zui)古(gu)老的(de)(de)撞擊盆(pen)地(di)，并可能暴(bao)露月(yue)幔(man)物質(zhi)，為探(tan)測月(yue)球深部物質(zhi)提供了(le)天然窗口。2019年1月(yue)3日(ri)，嫦娥四號(hao)成功在此(ci)區域著(zhu)(zhu)陸（圖 1），實(shi)現了(le)人(ren)類探(tan)測器(qi)首次月(yue)背軟著(zhu)(zhu)陸和巡視探(tan)測。
圖 1. 嫦娥四號著陸區背景圖
截至2020年5月29日，嫦娥四(si)號探(tan)測(ce)(ce)器已在月背高效工(gong)作(zuo)18個(ge)月晝，“玉(yu)兔(tu)二號”月球(qiu)車累(lei)積行(xing)走447.68米(mi)，并獲得了大量的科學探(tan)測(ce)(ce)數(shu)(shu)(shu)據(ju)。其中，紅外成像(xiang)光(guang)譜儀(yi)獲取(qu)的月壤(rang)高光(guang)譜圖(tu)(tu)像(xiang)及紅外光(guang)譜數(shu)(shu)(shu)據(ju)，支(zhi)撐科學團隊(dui)獲取(qu)了著陸區月壤(rang)的精(jing)細光(guang)譜（圖(tu)(tu) 2），為月壤(rang)的礦物組成和太空風(feng)化等研(yan)究提供科學探(tan)測(ce)(ce)數(shu)(shu)(shu)據(ju)，推動人類對著陸區月壤(rang)演(yan)化的研(yan)究和認識。
圖 2. 紅外成像光譜儀前九月晝獲取的光譜
光譜(pu)分(fen)析表(biao)明著陸(lu)區月壤(rang)含(han)有(you)富鎂橄欖(lan)石(shi)(shi)和富鎂斜方輝(hui)石(shi)(shi)礦(kuang)物（圖 3），二者相對含(han)量基本(ben)相等。地(di)形(xing)特征分(fen)析表(biao)明著陸(lu)區月壤(rang)主要來(lai)自芬森（Finsen）撞(zhuang)擊(ji)坑濺射物。該團隊根據鎂鐵質礦(kuang)物成分(fen)和芬森撞(zhuang)擊(ji)坑空(kong)間(jian)位(wei)置，進一步(bu)分(fen)析認為著陸(lu)區月壤(rang)可(ke)能來(lai)源自南(nan)極(ji)艾(ai)肯盆地(di)撞(zhuang)擊(ji)事件形(xing)成的撞(zhuang)擊(ji)熔融分(fen)異物或(huo)一套(tao)富鎂巖石(shi)(shi)。研(yan)究成果以“Forsteritic olivine and magnesium-rich orthopyroxene materials measured by Chang'e-4 rover”為題發(fa)表(biao)于《Icarus》。
圖 3. LE303站點就位測量光譜分析結果
該團隊還發現主要源于芬森撞擊坑濺射物的月壤發育成熟。與嫦娥三號著陸區未成熟月壤相比，嫦娥四號著陸區月壤中亞微觀金屬鐵含量隨月球車與著陸器距離遠近并未產生明顯變化，說明嫦娥四號著陸區月壤的快速形成過程充分混合了最表層已高度成熟的月壤。研究成果以“In situ spectral measurements of space weathering by Chang'e-4 rover”為題發表于《Earth and Planetary Science Letters》。
【責任編輯：龍靜怡】
