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探索月球南极：从月船3号学到的

探索月球南极：从月船3号学到的 星际航行
2023-09-21
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导读：（8月23日，印度空间研究组织（ISRO）的飞行器成功着陆月球南极。

（全文译自Space New网站）

8月23日，印度空间研究组织（ISRO）的飞行器成功着陆月球南极。由于独特的环境和月球极端的条件，这里始终是科学家的兴趣所在。
完成南极着陆的月船3号火星车创造了历史，并在近期完成了14天的任务。澳大利亚新南威尔士大学天体化学家Laura McKemmish博士解释了该任务的重要性和月球探索的前景。
McKemmish博士说：“这是印度首次在月球着陆，也使印度成为第4个完成着陆的国家”，“人类明文探索宇宙的能力对于人类作为一个整体非常重要。”
科学家对月球南极的兴趣主要来源于该区域存在冰冻水，而定位水源是月船3号的主要任务，“识别月球上的冰冻水对未来太阳系宇航探索非常重要。”
在陨石坑、黑暗和极端温度中航行
在2019年着陆失败后，此次任务使印度成为美国、苏联和中国之后，第4个完成月球着陆这一里程碑的国家。
“Chandrayaan”在印地语和梵语中都是月船的意思。这台月球车于7月14日在印度南部发射，9天后完成了月球软着陆，也就是着陆后飞行器完好。
许多国家都曾尝试在月球南极着陆，但崎岖的地形，极端温度，缺少光线以及通信障碍都使得着陆月球南极成为众所周知的难题。
McKemmish博士说：“半个世纪以前，人类就完成了月球赤道着陆”，“虽然软着陆总是很困难，但当地形更加复杂（例如月球南极），着陆就变得更加困难。与赤道地区相比，月球两极的通信也更加复杂。”
月船3号将开展一系列试验，包括利用光谱分析月球表面矿物成分。
McKemmish博士说：“总体上，月球车会挖取很多样品，拍摄很多照片，开展各种光谱探测，分析物质在光照下的变化。”
“这次任务中使用的光谱技术基本上就是将激光聚焦在物质表面，使岩石变成等离子体。等离子体的成分将决定发出光线的颜色，对不同颜色光鲜进行测量可以获知岩石地质和历史方面的信息。”
根据ISRO的信息，这种技术已被用作分析月面铝、硅、钙、铁和硫的含量。
目前月球车已经完成巡游任务，未来科学家将关注寻找冰冻水。
用水做火箭推进剂
此前已经确认月球两极存在冰冻水。
McKemmish博士说：“随着光照的变化，月球表面温度变化的范围非常大”，但是在月球两极陨石坑的阴影中发现了水的存在，这里的温度常年在华氏250度以下；同时因为因为月球自转轴的倾斜，阳光永远不会达到这些地区。
最初，来自夏威夷大学、布朗大学和NASA的科学家使用月船1号的数据，在不着陆的情况下确认冰冻水的存在。月船1号由ISRO在2008年发射。
“科学家首先通过分析月球表面寻找水，原理是冰对光线的反射与其它物质不同。探测仪器向月球表面发射红外线，这是一种比可见光发射能量低的光线，而水在特定频率吸收可见光。”
除了支持生命以及用于永久性月球站外，水还有很重要的一项用途。
McKemmish博士介绍说：“水还可以被分解成氢和氧”，“除了呼吸以外，氧对人还有很多其它重要的作用”，“尤其是氢和氧可以作为用月球上的原材料建造的飞行器的燃料，帮助探索月球以外的太阳系。”
利用来源于月球的材料和燃料意义重大，因为要摆脱地球引力将任何东西运送到宇宙中都非常昂贵，需要大量的能量。
McKemmish博士说：“在月球这样低引力的地方生产或开发任何东西成本都更低，也能让载人探索火星变得更加容易”，“这项工作是朝着建造永久性月球基地迈进，这就像国际空间站长期有人驻扎一样；同时也是向在轨制造飞行器迈进，因为宇宙空间中研制成本更低。”
从月船3号学到的
除了这次任务本身的历史性意义外，未来还可能有很多重要的发现。
McKemmish博士介绍说，探索月球南极是对月球表面新区域的探索。“这就相当于地球上，南极洲与澳大利亚中部以及亚马逊雨林是完全不同的。”
“很明显，这些差异一部分是生命创造的。但即便没有生命，地球上也有很多变量，它们能告诉我们很多关于地球有趣的事情。”
McKemmish博士强调，月球表面并非是同质的，“理解月球环境的多样性不仅会有很多重要的科学发现，经济上也非常重要。除了月球南极有水存在这个关键发现外，我们非常希望知道在水源周围是否有富含金属的区域，这些地方将是未来月球基地的理想地点。”
另外很重要的是，这次任务告诉人们月球并非掌握在少数几个国家当中，将有更多的国家参与到宇航探索的行列中来。月船3号任务以后，ISRO还发射了一枚火箭研究太阳气候模式。
McKemmish博士强调，澳大利亚在全球只是一个小国，但宇航的重要性仍让澳大利亚成立了宇航局。事实上，澳大利亚宇航局将通过阿忒弥斯项目最早在2026年发射月球探测车。你甚至可以参与命名月球车的活动。

【声明】内容源于网络
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本公众号是国内第一家以载人航天和深空探测为主题的公众号，下设国际月球村、Artemis任务、美天军观察、太空评论、太空经济、深空探测、读书荐书感悟等十个专题栏目，希望能以此推动国内航天科普事业的发展和进步。
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