阿波罗登月50周年：年迈一代月球科学家将窜改将来月球研讨

 

　　澎湃静态见习记者 陈凌瑶

 

　　1969年7月20日，美国宇航员阿姆斯特朗得胜踏上月球轮廓，迈出人类历史性的一大步，也标志着人类第一次探月高潮的到来。

 

　　进入21世纪，人类第二次探月低潮鼓起，除了原先的航天大国美国与俄罗斯外，中国、印度、日本与韩国等国也陆续加入了这一低潮。

 

　　本年1月，中国月球探测器嫦娥四号胜利着陆在月球负面，并打点在今年岁暮发射嫦娥五号，实现区域软着陆及采样返回。印度在2008年10月初度执行月球探测任务，当前正在奋力完成月球软着陆。韩国正在研制其首个月球探测器，最早将于来岁发射。美国也在方案2024年前让宇航员重返月球。

 

　　各国探月操持的暗地里，不乏年迈一代的身影。在阿波罗11号获胜登月50周年之际，《天然》杂志采访了五位年迈的月球科学家。在他们的故事中，咱们可以看到新一代科学家是若何改变人们对月球的研究与认识。

 

梅加·巴特

　　梅加·巴特：绘制月球矿物学舆图

 

　　梅加·巴特（Megha Bhatt）是一名印度月球科学家，自儿时起便觉得到月球的排汇力。

 

　　她出世在印度的一个小乡村，村里早晨经常断电，导致有许多岁月考查星空，并为之深深着迷。阿波罗号登月的故事让她萌生了为印度航天局任务的动机，也促使她决议进修物理学和电子学。

 

　　2008年，印度胜利发射了第一个月球探测器月船一号。巴特在她的博士论文中运用了该探测器的一些数据来研究月球矿物学。经由历程研究差别波长的月球反射光，她绘制出了差异矿物在月球轮廓的散播情况。巴特还提出了一种估算铁元素品貌的法子，用以揭示凝集的复活月亮在45亿年前冷却后如何末尾造成矿物晶体。

 

　　今朝，巴特在位于艾哈迈达巴德的印度国度物理研究实行室专一于月球遥感的研究，并持续绘制她的月球矿物学舆图。钻研数据首要来自月船一号，偶然也需要疏散一些其他月球探测器的丈量数据，譬喻在2007年至2009年间绕月遨游的日本月球探测器“玉轮女神” (SELENE probe)。“这就像侦探工作，你必须整合更多信息能力看到更大的图景。” 巴特说道。

 

　　“月球旋涡”是巴特试图解开的月球谜团之一。

 

　　这些诡秘的淡色花纹涌现在月球上，就像咖啡里的奶油斑点。关于月球旋涡的形成，科学家们有几个彼此矛盾的观点。个中一个盛行的概念是，月球上的一些磁性岩石就像回护伞，可以关心月球外表被太阳截留的粒子和辐射，也便是太阳风影响。这些微型磁伞能够将月球轮廓与太阳粒子隔绝开来，防御其变暗。

 

　　巴特正在从矿物学角度研讨这些可以皱褶几十公里的旋涡。在一个被喻为“赖纳尔伽玛”（Reiner Ga妹妹a）的椭圆状漩涡中，她发现了其皮相矿物反射光的方式的更换，这表达有多个机制别离造成了该旋涡的差异区域。她以为磁樊篱在不一定程度上可以解释一些月球漩涡的造成，但其实不是悉数启事。

 

　　印度原定于2018年3月发射月球二号探测器，但由于修正设计等缘由已经4次推迟发射时间。该探测器任务包孕绕月观测和在月球南极着陆，收集水冰、岩石和土壤数据。这将是第一个探测月球高地贫铁富铝岩石的探测器，该地域的化学因素还未被直接索求过。假设将来任务能够告捷，巴特将转而钻研这些矿物。

 

杰西卡·巴恩斯

　　杰西卡·巴恩斯：索求封存多年的月球岩石样板

 

　　估量在来岁，杰西卡·巴恩斯（Jessica Barnes）将走进一个温度保持在零下20℃的大冷藏室，近间隔接触一块被封存了近50年的月球岩石样本。自1972年阿波罗17号的宇航员将这块岩石带回地球以来，它不绝处在冷冻状态。巴恩斯将解析这块封存多年的阿波罗原始样本中水和其他蒸发性精力的含量。

 

　　阿波罗17号是阿波罗筹划的末了一次任务，着陆点在月球北半球的陶勒斯-利特罗山谷。哈里森·施密特是阿波罗计划浩繁宇航员中的唯一的地质学家，他在山谷的一块巨石上采下一些样板，此中一块被带回地球后就被放到零下20℃冷藏，其余的样品则被生涯在室温下。科学家们其实不确定冷冻前提能否比室温更有利于样本生活生计，而巴恩斯将迎来绝佳的机遇研究这两种生存条件下样本因素的不同的地方，进而对冷冻留存技术手段做出评估。

 

　　要是分歧样板中水和其他挥发物的含量相似，那末NASA未来可能就不消不省心理去冻结这些从月球带回的岩石。但任何差异的具备都可能评释需要有更好的法子来留存月球样板，以维持其科学特点。除此以外，巴恩斯和她的团队还将钻研这块冷冻多年的阿波罗样板的基当地质因素和化学成分。

 

　　巴恩斯一开始是苏格兰的一名地质学学子，当她意外获得一个钻研月球岩石的博士机会后，便转而开始了月球钻研之旅。这个位子首要是运用纳米二次离子质谱武艺，从宏观范畴解析月球岩石中的化学因素。

 

　　巴恩斯说：“我看到这份工作时简直不敢信赖自己的运气，我将用一种全新的武艺来钻研月球岩石。我很侥幸地获得了这个机缘，我从来不有痛恨过。”

 

　　今朝，巴恩斯在位于美国得克萨斯州休斯顿的约翰逊航天中心任务。在著名的月球执行室中，她研讨了阿波罗希图带回的各类的月球岩石，此中她最love的是一种叫做橄长岩的陈旧岩石，这类岩石外貌为乳白色，下面漫溢了蜂蜜棕色的矿肉体。

 

　　本年8月，她将加入亚利桑那大学月球和行星试验室，把她对月球岩石的研究教训用于保留奥西里斯-雷克斯（OSIRIS-REx）任务收集的小行星样本。奥西里斯-雷克斯是NASA首个小行星采样前去任务，约莫将于2023年完成。

 

　　目前，令巴恩斯最喜悦的是能够参与阿波罗样天职析项目，该项目共有9个钻研团队，他们将从差别方面研究阿波罗贪图带回的原始岩石样本。每隔一段时间，巴恩斯就会去退出一个会议，见到施密特——那个在月球上采集了岩石样本的宇航员。

 

凯瑟琳·乔伊

　　凯瑟琳·乔伊:在南极洲探究月球陨石

 

　　英国曼彻斯特大学的月球科学家凯瑟琳·乔伊（Katherine Joy）也在研究月球岩石。与巴恩斯一致，她研讨的月球碎片不是由宇航员从太空带回来的，而是月球接受小行星撞击时从轮廓飞溅进去，穿过太空落到地球上的月球陨石。

 

　　乔伊会亲自去寻觅这些希有的月球陨石。本年年头，她参预了英国南极调查局组织的初次南极陨石搜索勾当。乔伊骑着雪地摩托驰骋过南极广袤的冰原，在冰面上用仪器搜寻那些看起来挺拔的玄色小岩石。

 

　　在4周的光阴里，考察队一共发明了36块来自太空的陨石。今朝，这些样板方才经过慢船从南极洲运到英国，乔伊将在本月开端综合这些样板。她巴望至少能找到一块来自月球的陨石，“我们曾经胜利找到过来自灶神星的陨石，但我非常想找到一颗月球陨石。”

 

　　乔伊也曾研究过阿波罗宇航员带回的一些驰誉的月球岩石。2012年，她在阿波罗16号执行任务期间征集的月球岩石中发明了古代小行星的碎片。这一究竟批注，34亿多年前原始化学成份的小行星常常撞击地球与月球。

 

　　相相比而言，月球陨石可以援助乔伊更好地睁开工作，由于它们来自月球各个区域。而阿波罗号带回的样板则都来自月球近侧一个化学要素奇特的有限区域。

 

　　每一块月球陨石但凡一座荫蔽的月球信息宝库。遏制目前，科学家曾经创造了概略145颗月球陨石，并经由历程它们体会了月球更多区域的地质情况。本年5月，乔伊及其团队报告称，在2013年南极洲发现的一块43亿年前的月球陨石中具有证据告白那会月球上已有火山迸发。

 

　　除了研讨月球陨石外，乔伊照常一个欧洲仪器相助项目中的一员，该仪器将用于俄罗斯筹画在2023年送至月球南极区域的“月球27号”着陆器。她也就行星摸索的重要性向英国政府提出过提倡。

 

　　固然，乔伊最大的妄图还是亲自去月球抚玩，沿着陨石坑的一侧向下攀爬，探寻月球各个地质层的历史。

 

蔡景深

　　蔡景深：哄骗偏振光钻研月球土壤

 

　　蔡景深（Chae Kyung Sim）是一名韩国月球科学家。相比于切身去月球赏玩，她更爱情带着两个宝宝看天上的玉轮。他们会讨论月球的亮度与不断变幻的形状，以及他们的母亲是如安在地球上揭开它的众多谜团。

 

　　蔡景深对星空的探索源于一位酷好天文学的童年火伴。她一开始研讨的是行星天文学，存眷木星与土星的大气层。2014年，在蔡景深获得韩国庆熙大学博士学位前后，韩国政府宣布妄想向月球发射第一艘宇宙飞船。当时韩国的月球科学家尤为少，蔡景深与一些韩国科学家转而最先考虑若何为这次任务供应一些独特的科学方法。

 

　　蔡景深的研究范畴是太空风化，即裸露在严苛的太空情况中的天体表层所履历的一系列转变进程。她指望能示意月球上有几多地表风化是由这两个过程酿成的。她说，研讨导致月球外表风化的各种因素可以抢救研究人员了然一个区域的地质汗青。

 

　　在权势巨子天文期刊《伊卡洛斯》（Icarus）颁发的一篇论文中，蔡景深和她的团队报告称，月球泥土中的铁元素的含量会导致它们对太空风化的反馈一致，认识这些差异可以在探月任务入抉择更恰当让航天器着陆的泥土类型。

 

　　她现在所在的团队正在斥地一款能够操作偏振光钻研月球的相机。偏振钻研可以提示月球轮廓的更多细节，譬如尘埃颗粒的大小，这是月球外面风化水平的一个符号。她展示，这款相机将是有史以来送到月球上的判袂率最高的偏振仪，并将帮手科学家更好操持未来的登月任务。

 

　　目前，韩国即将迈出探月第一步，治理在2020年首个试验型月球探测器探路者号（KPLO）。蔡景深盼望用探测器获得的数据来比照月球和其他无空气天体（如水星）的太空风化情况。她还等候向天下展示韩国探月缔造的一切。

 

　　她说，“作为一个韩国人，我对使用其他国家的数据感到不恬逸，由于这些钱是由阿谁国家的征税人而不是我们的国度花掉的，我想把韩国的数据分享给其他国度的科学家。”

 

法文哲

　　法文哲：分析嫦娥探月项目传回数据

 

　　法文哲是中国自主造就的月球科学家之一,今朝任职于北京大学遥感与地舆信息钻研所，致力于阐发我国“嫦娥”探月项目所获得的数据。

 

　　他的职业生涯也遭到了中国登月方案的影响。在复旦大学攻读博士学位时，法文哲的研究左袒是微波辐射计对地表特征参数反演。2007年，中国筹办发射第一颗月球轨道飞翔器嫦娥一号。获悉自身所在的试验室会钻研来自探测器的数据后，法文哲勒迫参与了这个项目，并为中邦外乡月球钻研做出许多贡献。依据嫦娥一号探月数据，他在《伊卡洛斯》上揭橥了预算月壤厚度与月表氦-3含量散布的论文。

 

 

 

 

 

　　他还是嫦娥三号与四号任务科学研讨核心团队成员，经过嫦娥三号测月雷达数据绘制了雨海着陆区邃密精美的浅表层机关图。嫦娥三号于2013年在月球近地球面最大盆地雨海区域着陆，经过随身带的探地雷达对月球暗中进行了迄今为止最具体的测量，结果创造月球地下的地质机关比科学家们料想的要冗杂得多。“我们索求月球的次数越多，咱们的疑问就越多。” 法文哲称。

 

　　除此以外，他还对保守概念提出了一些挑衅，例如月球极区永恒暗影区可否具有多量水冰。美国月球勘察轨道遨游飞翔器等航天器观测创造，在月球永恒暗影区具备一类撞击坑，其坑内雷达回波极化比远高于坑外。对此，NASA等太空机构解释称，月球极区具有多量水冰，宇航员可以开采这些冰，以赞成将来的月球移民。但法文哲开拓了一种解释观测终归的新模子。他以为，这种回波异常是月球表面石块二次散射的结果。“可能有水冰，但体积没有畴前设想的那么大。我的研究终于对未来的摸索的确是一个挑战。”

 

　　中国航天局筹算往年年尾前后发射嫦娥五号，实现区域软着陆并将采用2kg的月球样板带回地球。法文哲见过阿波罗号宇航员征集的月球岩石，但从未触摸过。他终于有机缘与月球近距离征战，“无意候我觉得自己很荣幸。”

 

   

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