科學成果揭示著陸區月壤成分和成熟度
文章來源：中(zhong)國航天科(ke)技集團有限公司 發(fa)布時(shi)間：2021-06-03
嫦娥四號(hao)著陸器(qi)和“玉兔二號(hao)”月球車(che)分別于5月29日17時和7時15分結束第十八月晝工作，按地面(mian)指令完成月夜模式設(she)置，進入(ru)月夜休眠。
在第十八月晝期間，“玉兔二(er)號(hao)”為(wei)天問一號(hao)讓路，配合我(wo)國首次火星(xing)探測(ce)任務(wu)地(di)面深(shen)空測(ce)控站(zhan)(zhan)的適應(ying)性改造(zao)，“玉兔二(er)號(hao)”搭載的科學載荷并未開(kai)機(ji)(ji)，原(yuan)地(di)待命。在通(tong)信能力受限的情況下，嫦娥(e)四號(hao)著陸器上僅有月表中子與輻射(she)劑量探測(ce)儀開(kai)機(ji)(ji)進行了常規探測(ce)。目前，深(shen)空測(ce)控站(zhan)(zhan)的改造(zao)工(gong)程(cheng)已(yi)接(jie)近尾聲，待完成后，將為(wei)計(ji)劃(hua)7月開(kai)展的火星(xing)探測(ce)和嫦娥(e)四號(hao)工(gong)程(cheng)后續科學探測(ce)工(gong)作提(ti)供(gong)更穩定、更強大的支(zhi)持(chi)。
“玉(yu)兔二號”雖然在(zai)本月晝沒有移動，但(dan)地面科(ke)學(xue)團(tuan)隊繼續對已獲取(qu)的(de)科(ke)學(xue)數據進行(xing)深(shen)度研(yan)(yan)究(jiu)分析(xi)，不斷取(qu)得新(xin)(xin)的(de)科(ke)學(xue)成(cheng)果和科(ke)學(xue)發現。中國(guo)科(ke)學(xue)院空(kong)(kong)天信息創新(xin)(xin)研(yan)(yan)究(jiu)院遙感科(ke)學(xue)國(guo)家重點實驗(yan)室(shi)芶盛博士，中科(ke)院比較行(xing)星(xing)學(xue)卓(zhuo)越創新(xin)(xin)中心(xin)及類地行(xing)星(xing)先導專項骨干成(cheng)員(yuan)、中國(guo)科(ke)學(xue)院空(kong)(kong)天信息創新(xin)(xin)研(yan)(yan)究(jiu)院遙感科(ke)學(xue)國(guo)家重點實驗(yan)室(shi)邸凱昌研(yan)(yan)究(jiu)員(yuan)、岳宗玉(yu)研(yan)(yan)究(jiu)員(yuan)及其合作者，利用(yong)玉(yu)兔二號就位測量(liang)光譜數據,開展(zhan)了(le)嫦(chang)娥四號著陸區月壤礦物成(cheng)分分析(xi)和太空(kong)(kong)風化效應(ying)研(yan)(yan)究(jiu)，探(tan)討了(le)月壤來源和月壤成(cheng)熟度。
月(yue)(yue)球背面(mian)的南極-艾特肯盆地（South Pole-Aitken Basin）是已知太陽系最(zui)大、最(zui)深和(he)最(zui)古老的撞擊盆地，并(bing)可能暴露月(yue)(yue)幔物質，為探測月(yue)(yue)球深部物質提供了(le)(le)天然窗口。2019年1月(yue)(yue)3日，嫦娥四(si)號(hao)成功在此區域著陸（圖 1），實現了(le)(le)人類(lei)探測器首次(ci)月(yue)(yue)背軟著陸和(he)巡視探測。
圖 1. 嫦娥四號著陸區背景圖
截至(zhi)2020年5月(yue)(yue)29日，嫦娥四(si)號(hao)探(tan)測(ce)(ce)器已在月(yue)(yue)背高效工作18個月(yue)(yue)晝，“玉兔二號(hao)”月(yue)(yue)球車累積行走447.68米(mi)，并獲(huo)得了大量的(de)(de)科學(xue)探(tan)測(ce)(ce)數(shu)據。其中(zhong)，紅(hong)外(wai)成(cheng)(cheng)像(xiang)光譜儀獲(huo)取(qu)的(de)(de)月(yue)(yue)壤高光譜圖像(xiang)及紅(hong)外(wai)光譜數(shu)據，支撐科學(xue)團(tuan)隊獲(huo)取(qu)了著陸區月(yue)(yue)壤的(de)(de)精細光譜（圖 2），為月(yue)(yue)壤的(de)(de)礦物組成(cheng)(cheng)和太空風化等研(yan)究提(ti)供科學(xue)探(tan)測(ce)(ce)數(shu)據，推動(dong)人類對著陸區月(yue)(yue)壤演化的(de)(de)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(guang)譜(pu)分(fen)析表明著(zhu)陸(lu)區月壤(rang)含有富鎂橄(gan)欖石(shi)和富鎂斜(xie)方輝石(shi)礦(kuang)物(wu)(wu)（圖(tu) 3），二者相對含量(liang)基本(ben)相等(deng)。地形特征分(fen)析表明著(zhu)陸(lu)區月壤(rang)主(zhu)要來自(zi)芬(fen)(fen)森（Finsen）撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑濺射物(wu)(wu)。該團隊根據鎂鐵質礦(kuang)物(wu)(wu)成(cheng)分(fen)和芬(fen)(fen)森撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑空間位(wei)置，進一(yi)步分(fen)析認為著(zhu)陸(lu)區月壤(rang)可能來源自(zi)南極艾肯盆(pen)地撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)事件形成(cheng)的撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)熔(rong)融分(fen)異物(wu)(wu)或一(yi)套富鎂巖石(shi)。研究成(cheng)果以“Forsteritic olivine and magnesium-rich orthopyroxene materials measured by Chang'e-4 rover”為題發表于《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】
