印度航天組織ISRO于2019年7月將“月船2號(hào)”送上月球，雖然月船2號(hào)的著陸器Vikram于9月7日在月球表面墜毀，但月船2號(hào)軌道器仍在繞月運(yùn)行。月船2號(hào)軌道飛行器擁有一套繪制月球地圖的儀器，現(xiàn)在，我們可以窺探一下它發(fā)送回來的數(shù)據(jù)。

ISRO科學(xué)家們已經(jīng)提交了大量來自月船2號(hào)軌道器測(cè)繪儀器的初步結(jié)果，將在2020年3月份舉行的第51屆月球和行星科學(xué)會(huì)議上公布。

這是在美國舉辦的一年一度會(huì)議，來自世界各地的2000多名行星科學(xué)家和學(xué)生參加并展示他們的最新成果，不過，由于對(duì)新型冠狀病毒的擔(dān)憂，目前會(huì)議已經(jīng)取消。月船2號(hào)軌道器有一臺(tái)光學(xué)相機(jī)，名為軌道器高分辨率相機(jī)(OHRC)，可以捕捉月球的詳細(xì)圖像。OHRC可以0.25米/像素的最佳分辨率成像，超過了NASA月球勘測(cè)軌道器(LRO)0.5米/像素的最佳分辨率。

在黑暗中看到一個(gè)隕石坑

早在去年10月份，就已經(jīng)看到OHRC通過發(fā)送回來的圖像，其中包括大小不到1米的清晰可見的石頭?，F(xiàn)在，OHRC已經(jīng)展示了對(duì)陽光不直接照射的區(qū)域進(jìn)行成像。它通過看到從隕石坑邊緣反射出來的昏暗的光線落在上面，捕捉到了火山口底部在陰影中的圖像。下一步，這一能力將被用于成像月球兩極隕石坑的內(nèi)部，那里的陽光永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)。

繪制月球極地隕石坑的地形很重要，因?yàn)椋〒?jù)信）未來的月球棲息地就駐扎在它們附近，從它們內(nèi)部輸送水和其他資源。月船2號(hào)上的地形測(cè)繪相機(jī)(TMC 2)是一個(gè)立體成像器，這意味著它可以捕捉3-D圖像。它通過從三個(gè)不同的角度對(duì)同一地點(diǎn)進(jìn)行成像來做到這一點(diǎn)，類似于NASA的LRO，從那里構(gòu)建出一幅3D圖像。

最高分辨率三維地圖

TMC 2已經(jīng)傳回了從月球表面100公里處拍攝的圖像，從這些圖像生成的3D視圖看起來很棒。這是一個(gè)隕石坑和一個(gè)褶皺的山脊，后者是一個(gè)構(gòu)造特征。這樣的圖像對(duì)于理解月球特征是如何形成和形成形狀非常有用。

例如，3D圖像可以幫助構(gòu)建形成隕石坑的撞擊幾何圖形的精確圖像。隨著時(shí)間的推移，月船2號(hào)將提供整個(gè)月球的最高分辨率3D圖像，最佳情況下的分辨率為5米/像素。

紅外線中的增強(qiáng)型眼睛

月船2號(hào)上的成像紅外光譜儀(IIRS)是月船1號(hào)上著名月球礦物測(cè)繪儀(M3)的繼任者。由美國宇航局捐贈(zèng)的M3儀器，因其出色的礦物測(cè)繪能力和對(duì)月球上水的探測(cè)而被公認(rèn)。IIRS和M3都探測(cè)到月球表面反射的陽光，科學(xué)家根據(jù)這些反射的模式識(shí)別出表面上的礦物。IIRS在紅外光下的靈敏度幾乎是M3的兩倍，初步結(jié)果證明了這一點(diǎn)。LRO項(xiàng)目科學(xué)家諾亞·彼得羅(Noah Petro)在Twitter上指出：

多虧了M3，科學(xué)家們現(xiàn)在知道，即使在月球非極地地區(qū)，月球土壤也確實(shí)含有微量的水和羥基分子。月船2號(hào)上的IIRS將以更高靈敏度繪制月球土壤中的水分濃度圖。

月船2號(hào)長期觀測(cè)旨在辨別月球土壤中的水分是如何隨著月球環(huán)境的變化而變化，即月球水循環(huán)是什么樣子的。請(qǐng)注意，所有這些仍然比地球上最干燥的沙漠含水量還要少，然而，月球兩極擁有明顯更多的水，這就是月船2號(hào)雷達(dá)進(jìn)入畫面的地方。

對(duì)月球上的水進(jìn)行量化

月船2號(hào)軌道器雙頻合成孔徑雷達(dá)(DFSAR)是月船一號(hào)上小型合成孔徑雷達(dá)(Mini-SAR)的后繼者，DFSAR穿透月球表面的深度是Mini-SAR兩倍。不僅如此，DFSAR還擁有比機(jī)載LRO雷達(dá)(稱為Mini-RF)更高的分辨率。將區(qū)域DFSAR雷達(dá)圖像與Mini-RF雷達(dá)圖像進(jìn)行比較，初步結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。

與之前的任何儀器相比，月船2號(hào)軌道器具有更大的穿透深度和更高分辨率，正在充分量化月球兩極永久黑暗的隕石坑底部到底有多少水冰被困住。根據(jù)過去的觀察，目前估計(jì)表明月球兩極擁有超過6000億公斤的水冰，相當(dāng)于至少24萬個(gè)奧運(yùn)會(huì)大小的游泳池。

下一步呢？

月球科學(xué)界和探險(xiǎn)界一致認(rèn)為，可以利用月球兩極的水冰為未來月球棲息地提供動(dòng)力。利用棲息地產(chǎn)生的太陽能，還可以將水冰分解成氫和氧，用作火箭燃料。但在計(jì)劃月球兩極的棲息地之前，需要更多地了解這些地區(qū)的水冰性質(zhì)，以及如何根據(jù)這些地區(qū)的地形進(jìn)入它。“月船2號(hào)”的初步結(jié)果清楚地表明，有史以來最高分辨率的測(cè)繪儀有望被送上月球。

ISRO表示，月船2號(hào)將圍繞月球運(yùn)行7年，這應(yīng)該會(huì)有足夠的時(shí)間來全面繪制月球上的水及其宿主區(qū)域地圖，并對(duì)其進(jìn)行量化。探索這些擁有水的永久陰影區(qū)域地面任務(wù)，如美國宇航局即將推出的“毒蛇”月球車，是在月球上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)棲息地下一個(gè)合乎邏輯的步驟。隨著開發(fā)利用月球上的水冰技術(shù)，不僅可以殖民地球的鄰居，而且可以殖民太陽系，而我們應(yīng)該慶幸月球有充足的水。

博科園｜圖 片：印度航天組織ISRO

博科園｜研究/來自：Universe Today

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