中国发表的研究月球的论文

美国人送的月岩样本，来自于阿波罗17号宇航员捡到的岩石，就好比地球上美国和中的土质都是不一样的。

作者：甘晓

去“爬山”吗？和玉兔二号一起那种——这可不是一句玩笑话。

月球的浅层结构记录了大型撞击事件和岩浆喷发的次数、规模以及它们之间的时序关系，是写下月球三十多亿年演化故事的天然“日记本”。但迄今为止，人类对其认识仍十分有限，它犹如等待 探索 的“隐秘角落”。

中国科学家基于玉兔二号前3个月昼雷达探测数据，获得月球背面着陆区月壤和浅层结构的重要发现和认识，翻开月球演化“日记”的全新一页。北京时间9月8日，这项研究成果在《自然·天文》上发表。

三十多亿年演化的“日记本”

月球的演化与小行星撞击密不可分，科学家试图通过对月球浅层结构的分析来获得小行星撞击的 历史 。

科学家已经了解，小天体撞击地球早期演化的重要驱动力，但长期内部的地质构造活动抹除了其早期演化的大部分痕迹，了解地球的早期演化 历史 十分困难，而月球上较好地保留了这些记录。

论文通讯作者、中科院地质与地球物理研究所研究员林杨挺向《中国科学报》介绍：“月球质量较小，很早就停止了内部活动，因此月表的撞击坑以及撞击坑溅射物堆积剖面是了解月球演化 历史 的很好的视角，也可以为我们认识地球的早期演化提供重要参考。”

科学家为小行星撞击假设出一幅幅“高能画面”。例如，月表物质被“撞”出来并向四周抛射，在近距离形成连续的溅射毯，在远距离形成不连续的溅射条纹。一些大型撞击事件还可能引起火山喷发，形成玄武岩与溅射堆积物的互层结构。

月球表面遭受普遍和强烈的小行星撞击改造，因此，月表物质是不同撞击事件溅射物的混合。溅射物的石块大小和堆积厚度又与撞击事件的规模和距离相关。此外，岩浆喷发的次数、规模以及它们之间的时空关系等信息都可以通过分析月球浅层结构获得。

也就是说，月球浅层结构原封不动地记录下小行星撞击的“画面”，形成一本 行球 演化的天然“日记”。

“黑 科技 ”助力

上世纪七十年代以来，美国“阿波罗计划”通过在月表钻取月壤样品及月震仪探测等方式，尝试“看清”月球浅层结构。但钻孔样品深度仅2米、而且钻孔位置有限；月震波的方法空间分辨率较低，难以识别月球浅层的精细结构。即使结合月震波、微波、地形地貌及小撞击坑溅射物光谱分析等多种方法，也只能间接获取一些粗略特征。

2019年1月，嫦娥四号探测器怀抱玉兔二号抵达月球背面南极-艾肯盆地中的冯·卡门撞击坑，实现人类首次月球背面软着陆，随即开展了就位探测和巡视探测。

为探测人类向往已久的月表浅层结构，中国科学家在玉兔二号上搭载了足够先进的“黑 科技 ”——测月雷达。雷达由2个频率通道组成，其中高频通道探测深度约50米，用于探测月壤及其下伏溅射物的高分辨结构，低频通道探测深度可达约500米，用于探测可能存在的厚层状溅射角砾岩层和玄武岩层等结构。

在此之前，作为玉兔二号的“前辈”，嫦娥三号依靠测月雷达开展了“边走边探”的工作，完成了首幅月球浅层结构剖面图，揭示了嫦娥三号着陆区的地质结构和地质演化过程，并发现了一种新的岩石类型。基于这些发现，科学家揭示了该区域的火山活动 历史 。

3个月昼的数据

科学家期待，和玉兔二号一起“爬山”的雷达发回令人振奋的数据。2019年3月13日，玉兔二号完成3个月昼工作，进入第三个月夜，累计行走163米。

收到数据后，科研团队和载荷研制团队立即投入研究工作中。作为论文三位共同第一作者，中科院地质与地球物理研究所研究员张金海负责数据处理，中国科学院空天信息创新研究院研究员周斌为测月雷达设计师、负责厘定原始数据，澳门 科技 大学助理教授祝梦华则负责撞击坑模拟。

经过地质解译，玉兔二号所到之处的浅层结构剖面清晰地展现在科学家面前。着陆区的浅层结构由上往下分为三个基本单元：单元1总厚度130米，为临近多个撞击坑的溅射物堆积和底部的玄武岩角砾层；单元2总厚度约110米，为多次喷发的玄武岩层；单元3总厚度不小于200米，则为着陆区北部的莱布尼兹撞击坑的溅射物。同时，高频雷达信号揭示了单元1上部的精细结构，最顶层30多米厚的物质主要是来自芬森撞击坑的抛射物。

这表明，玉兔二号所探测的月面物质并不是充填冯·卡门撞击坑底的玄武岩，而来自芬森撞击坑。同时，雷达剖面还揭示，着陆区经历了多期次的撞击溅射堆积和多期次玄武岩浆喷发充填。这些新发现对于认识月球南极-艾肯盆地的演化具有重要意义，对于月球内部物质组成与结构的后续探测和研究有重要的指导作用。

研究人员表示，期待后续探月工程能搜集到更多来自月球背面“隐秘角落”的信息，以帮助科学家完整解密“月球日记”。

论文信息：

探月计划 酝酿10年 “探月计划算到今天，整整酝酿了10年。”欧阳自远院士介绍说，我国真正意义上的探月构想是在1994年提出的，此后的10年间主要是在进行论证过程，而且是“那种反反复复的论证”。 “首先一步，我们要论证开展探月有没有必要？是否可行？第二步，上月球干什么？做哪几件事情？于是我们制定了探月20年大规划，也就是现在国家航天局局长栾恩杰总结的‘绕、落、回’三个阶段。而科学目标是否符合国际发展潮流，是否紧密结合我国的实际？这都需要进行科学且复杂的论证过程。”欧阳自远说。 谈论到这10年的酝酿，中国探月办公室刘建忠研究员告诉记者，包括欧阳自远院士在内的很多专家，除了搞研究，10年中做的最多的工作是四处游说和呼吁。 “这项工作很费心，只要逮住机会，他们就会向决策者、科技界和公众阐述月球探测的重要性，灌输中国开展探月的必要性。”刘直言不讳地说，“毕竟10多亿元的科研投资不是个小数目，大家都很谨慎。不过如果没有热心科学家的这些外围努力和攻关，中国启动探月计划可能还会要推迟。” 就在争论中，科学界的一些行动已在悄然地推动着中国探月计划的前进。上世纪90年代初，航天领域首席科学家闵桂荣院士提出了中国也要搞月球卫星的建议。1997年4月7日至10日，中国科学院的杨嘉墀、王大珩、陈芳允三位院士以“863”计划的名义发表了《我国月球探测技术发展的建议》。1998年，总装863航天领域办公室组织了杨嘉墀等航天专家对清华大学、中国航天科技集团五院502所、国防科大、中国科技大学的“月球车”项目申请报告进行评审，通过了由清华大学牵头的“月球探测机器人总体方案设计及关键技术分解”的立项研究，揭开了我国月球车研究的序幕。2000年5月，清华大学组织了“月球探测技术研讨会”，反响强烈。 2000年10月5日在京召开的首届“世界空间周”庆祝大会上，国防科工委副主任、国家航天局局长栾恩杰作了题为《面向21世纪的中国航天》专题发言，“我国将在无人实验飞船成功飞行的基础上，实现载人航天飞行。在空间探测方面，将实现月球探测，并积极参与国际火星探测活动，使我国的空间探测技术上升到一个更高的水平。”这是中国高层首次公开表明探月决心。 2000年11月22日，我国政府首次公布航天白皮书—《中国的航天》，明确了近期发展目标中包括“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”。 7年的游说和呼吁终于有了结果。2001年，由欧阳自远院士牵头制定的‘发射绕月卫星’第一期科学目标和有效载荷配置终于通过了国家评审。2001-2002年间，孙家栋院士组织全国各方面力量，对首期目标又进行了为期一年的综合论证，最后得出结论：科学目标明确、先进，技术能够实现，没有颠覆性的技术问题。2003年9月，中央最终同意并批准了这个计划。 中国探月计划科学探测设备进入最后联试 -------------------------------------------------------------------------------- 2006-03-16中国科技论文在线 作者：俞铮 黎保国 中国探月计划第一颗卫星“嫦娥一号”的有效载荷正样系统正在进行最后联试，以确保科学探测设备将来在太空正常工作。 “嫦娥一号”卫星有效载荷的研制测试工作由中国科学院空间科学与应用研究中心负责。有效载荷总指挥、中科院空间中心主任吴季16日在接受采访时说：“在有效载荷正样系统联试的最后阶段，各研制人员应继续保持严慎细实的工作态度，按质量要求完成正样联试，确保有效载荷设备顺利交付和工程任务圆满完成。” 卫星有效载荷因不同的航天任务而异，在现阶段主要是进行科学探测的仪器和科学实验的设备。“嫦娥一号”卫星有效载荷将包括微波探测仪分系统、空间环境探测分系统、有效载荷数据管理分系统等。 据了解，微波探测仪分系统将主要对月壤的厚度进行估计和评测，这是国际上首次采用被动微波遥感手段对月表进行探测。空间环境探测分系统由太阳高能粒子探测器等3台设备组成，将探测地月和近月的空间环境参数。 “嫦娥一号”计划将于2007年发射，而后围绕月球进行一年的探测。 中国的探月计划经过长期准备、10年论证，于2004年1月正式立项，被称作“嫦娥工程”。该工程目前主要集中在绕月探测、月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布调查、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。