印度“月船3号”着陆月球“南极”?欧阳自远院士:错!

来源:中国科学报

2023-09-27 08:22

近日,印度空间研究组织(ISRO)官方网站发布了关于“月船3号”的最新消息,他们正在努力尝试与着陆器和月球车取得联系。不久前,因处于“月夜”期间,“月船3号”进入休眠状态。目前,科学家们正在等待“月船3号”被唤醒,按计划继续探测月球“南极附近”是否存在“水冰”。

自8月底成功在月球着陆之后,“月船3号”携带的探月车利用“激光诱导击穿光谱仪(LIBS)已在其着陆地区的表面发现了硫等多种元素成分。

作为深空探测战线上的“老兵”,来自月球的消息始终牵动中国科学院院士欧阳自远的心。欧阳自远在密切关注“月船3号”的各类信息时发现,目前人们对“月船3号”的报道可能存在两大误解。

“一是对其着陆地点描述不准确,二是对‘水冰’资源存在过高期待。”日前,欧阳自远在接受《中国科学报》采访时指出:“这两大误解需要得到澄清。”

着陆月球“南极”?错!

搭载着轨道器、着陆器和漫游车的“月船3号”于7月23日发射升空,并在8月23日着陆在月球表面。

欧阳自远注意到,在其着陆的短短一个多星期的时间里,国际上不少媒体和自媒体的各类报道不停更改“月船3号”着陆地点与南极的关系。

一开始称“月船3号”成功着陆“月球南极”,甚至夸大其词地称“印度成为人类历史上首个抢登月球南极的国家”。几天后,各类报道又将“月船3号”陆续改为“月球南极极区”“南极极区附近”。

欧阳自远在一张“嫦娥一号”拍摄并经综合研制的《中国首次月球探测工程测绘的全月球影像图》的底部边界上,用黑色标注出“月船3号”的着陆点位置。

欧阳自远对照《中国首次月球探测工程影像图》讲解月船3号着陆点(李子锋摄)

他解释道:“由于月球的自转轴与黄道面法线的夹角只有1.5度,几乎近于垂直黄道面,,我们通常参照地球的情况,把月球上纬度88.5到90度的区域称为月球的南极极区与北极极区。”

45亿年前,地球曾经遭受到一颗火星大小的天体的撞击,撞击产生的大量碎块逐渐聚集起来形成了月球,而地球被撞击后的自转轴倾斜了23.5度,正是这一倾角的存在让地球上出现了气候的四季变化。根据气候的特点,科学家将与23.5度互为余角、南半球与北半球纬度为66.5度以南或者以北的地区定义为南极圈与北极圈,也就是地球南半球的南极极区与北半球的北极极区,气候带属于南寒带与北寒带。

和地球一样,月球也有自转。不过,月球自转轴倾角只有1.5度,比“歪”着转的地球要“正”得多。“虽然月球上没有四季变化,我们也约定俗成地按照地球上与自转轴倾角互余的维度来规定月球的极区。”欧阳自远说。

因此,“月船3号”并没有在月球南极着陆,也不存在“人类历史上首次登陆月球南极”。

根据测算,“月船3号”的着陆点与月球南极极区的最短距离还有619公里,距离极区还很远。

因此,欧阳自远表示:“错了!‘月船3号’着陆地点不在月球南极、不在月球南极的极区,也不是‘南极极区附近’。”他认为,客观真实地说,应该为“月船3号”着陆在月球南半球的南纬69.37度、东经32.35度的位置。

“水冰”开发当今还不现实

对“月船3号”着陆点的关注再度引发人们对月球“水冰”开发的热情。对此,欧阳自远泼了一盆“冷水”。

“从地形上看,月球南极区附近分布了许多小天体撞击砸出来的撞击坑,在撞击坑的底部存在着阳光照射不到的永久阴影区,这些地区的确可能存在水冰。”欧阳自远说。

早在2009年,美国在月球撞击坑观测和传感卫星(LCROSS)任务中先发射一枚火箭撞击到永久阴影区中,随后一艘跟踪火箭的航天器搭载了4台光谱仪,穿过尘埃羽流对其进行采样分析。“这次任务确认月球南极撞击坑底部永久阴影区内真实存在水冰。”欧阳自远说。

随后,越来越多的探测结果为月球南极撞击坑底部永久阴影区内存在水冰提供有力证据,引发了人们对长期在月球上生存的憧憬。

“大家就很容易想到,如果在月球上建立基地,水冰可以直接解决用水的问题,电解水可以生成氧气和氢气,有了氧气和水的供应,人就可以在月球上长时间生存。”欧阳自远说。

然而,和“丰满”的理想相反,“骨感”的现实却是,如何才能把这些水冰提取出来为人所用?

在欧阳自远看来,实现这一目标仍仍然面临极大的困难,需要付出极大代价。“永久阴影区内温度在零下220度,比地球上最低的温度还要低得多,挖掘水冰的机器下到永久阴影区都冻僵了,不能运行。”他告诉《中国科学报》,“利用这些水冰是不现实的。”

为此,欧阳自远提出一个更加容易实现的设想。“人们可以携带少部分水到月球上,通过电解水释放出氧气和氢气,氢气储存起来与月球土壤中的钛铁矿发生还原反应,又生成水。”他表示,“循环使用这些资源就可以维持氧气的持续供给。”

(作者:甘晓)

责任编辑:房佶宜
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