
成功着陆在月球背面的嫦娥四号着陆器。
长江日报大武汉客户端9月10日讯(记者陈晓彤 通讯员赵婧萱)如果哪次中秋节可以去广寒宫过,你担心那里极寒极热吗?在月球上搭建人类基地,是目前月球探索中最前沿、最热门的话题。近日,一项关于月壤的科学研究成果,为这一设想提供了支撑:月壤具有非常好的隔热性,可作为月球基地表面隔热材料。
9月8日,长江日报记者从中国地质大学(武汉)获悉,该校行星科学研究所、澳门科技大学和中国空间技术研究院的研究人员对嫦娥四号采集的月壤温度数据进行分析,他们发现,在月球表面的真空条件下,月壤的热导率极低,就像一层保温层,避免白天温度过高和夜间过度冷却。
“这一结果为人类未来对月壤进行资源开发和使用,提供了新的数据。”论文通讯作者、嫦娥四号月球探测任务核心科学家团队成员、中国地质大学(武汉)副教授黄俊说。
嫦娥四号着陆点着陆后第三个月的月壤温度——

嫦娥四号着陆点着陆后第三个月的月壤温度。(a)彩色圆点分别表示四个温度计测量的温度。(b)正午附近时温度的变化特征。

嫦娥四号着陆点月壤粒径为15μm的温度、密度和热导率剖面图。(a)从月表到1米深度的最小、平均和最大温度的剖面图。(b和c)从月表到1米深度的密度剖面图和热导率中的热传导分量剖面图,对应图3a的最小、平均和最大温度。
据介绍,2019年,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面。嫦娥四号搭载了多种科学探测仪器,可以探测月球表面的地形地貌、月表物质的成分和月球表层的结构。而着陆器上还安装了4个与月壤直接接触的温度计,可每900秒测量一次月壤的温度,这也是人类首次实现在月球背面对月壤温度进行原位测量。
论文第一作者、中国地质大学(武汉)博士生肖潇告诉记者,在阿波罗时代,人类就已开始对月壤温度进行测量,但主要集中在采集回来的月壤样品上。在星际运输过程中,月壤样品的填充方式受到了扰动,影响实验结果的可靠性。后来,在阿波罗十五号和十七号着陆点,宇航员使用距离月球表面约10-15厘米的热电偶测量了月壤表面温度,但由于电缆的辐射和热物理特性的不确定性以及局部表面粗糙度的影响,测量结果具有较大的误差。
而嫦娥四号的测量,是测温传感器与月壤直接接触,保持了月壤的原始堆积方式,测量精度非常高。
科学家们利用数值模拟方法,对温度数据进行分析,根据夜间月壤的表面温度变化计算热导率。结果显示,月表和月壤内1米深处的月壤热导率分别为1.53×10-3 W/(m·K)和8.48×10-3 W/(m·K),“月壤导热的能力仅是空气的十分之一,水的百分之一,铁的万分之一。”
“这说明在月球表面的真空条件下,月壤的热导率极低,是非常好的隔热层。”肖潇说,月壤是未来月球基地建设和资源提取的首选目标,未来在月球极区建立月球基地,可在基地表面覆盖一层月壤,以防止有害的宇宙辐射,并在月球极端环境下实现保温。
未来,月球上或许会出现这样的场景:在浩渺无垠的宇宙中,航天员就地取材,将月壤制作成隔热材料,搭建起一座座月球基地。
【编辑:丁翾】
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