月球南極撞擊坑永久陰影區發現大量冰物質

2012/9/4   (8971)   原稿來源: http://tech.qq.com/a/20120904/

美國宇航局月球勘察軌道探測器發現月球南極沙克勒頓撞擊坑永久陰影區存在大量冰物質，與2009年LCROSS探測器撞月時探測到的月面水含量相符。

據國外媒體報導，隸屬于美國國家航空航天局的月球勘察軌道探測器（LRO）通過微型射頻技術雷達探測到月球南極沙克勒頓（Shackleton）撞擊坑中存在較大總量的冰。

根據由布蘭得利·湯姆森（Bradley Thomson）牽頭的波士頓大學遙感研究中心研究團隊估計，撞擊坑陰影區中存在大約5%至10%的冰物質。



位於馬里蘭州格林灣爾特的美國國家航空航天局戈達德空間飛行中心研究人員、月球勘察軌道探測器專案的科學家約翰·凱勒（John Keller）認為來自月球勘察軌道探測器的結果是令人興奮的，微型射頻技術雷達的資料將揭開月球上水資源的演化歷史。

發射于2009年的月球勘察軌道探測器攜帶了若干個星載儀器，對研究月球演化史提供了獨一無二的貢獻。

微型射頻技術雷達的特點在於可穿透月球表層尋找隱藏在月面下的塊狀冰層。對月球南極沙克勒頓撞擊坑的探測是科學家們首次從軌道上對撞擊坑內的物質分佈以及構成進行雷達探測，是月球勘察軌道探測器優先研究的目標。

雷達信號顯示在撞擊坑內部粗糙的內壁上有冰物質存在，這裡被科學家認為是撞擊坑中的永久陰影區。湯姆森和他的同事，們進行的本項研究成果的論文刊登在最近出版的《地球物理研究快報》期刊上。

根據位於馬里蘭州的約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室科學家、微型射頻技術雷達首席研究員本伯西（Ben Bussey）介紹：「撞擊坑中的永久陰影區如同一個‘冰陷阱’，環境溫度足夠寒冷，可將冰物質逐漸積累起來。雷達資料也符合對月球南極沙克勒頓撞擊坑的調查結果，這些月球土壤中存在百分之幾的冰物質。」

本項研究成果支援了科學家們長期認為的在月球極區環形山內的永久陰影區存在水的觀點，通過近年來月球探測器的最新觀測結果，修正了此前我們所認為的月球表面是完全乾燥、荒涼的想法。

此外，科學家們也使用月球輻射計、月球探索中子探測器以及萊曼阿爾法測繪等近紅外光譜儀探測到月球表面存在水和羥基類物質的信號。

探測器上搭載的月球探索中子探測器測量資料顯示在月球極區近表面層氫信號的值較高，如果是以水分子的形式存在，那麼我們可以通過氫信號的強度換算成月球極區冰層的平均含量，其結果為冰物質總量在極區中的平均值為1.5%。

月球勘察軌道探測器的發現成果也與2009年月球觀測和傳感衛星（LCROSS）撞擊月球任務中計算出的月球水含量相符合，科學家通過對撞擊過程中激起的月球塵埃進行雷達信號分析，探測其中的水分含量，其結果也證實了月球南極附近的環形山永久陰影區記憶體在相當總量的水冰。

此外，2009年間印度空間機構研製的月球-1號探測器的雷達資料也顯示了月球北極存在冰層，通過使用月球鐳射測高儀和遠紫外鐳射探測器的表面反照率試驗也證實撞擊坑中有冰物質存在。

在月面環形山中，科學家並沒有發現類似冰川的證據，而對地球表面的觀測任務中，冰川可產生較大的雷達信號。月面雷達信號的強度較弱，推測存在一些崎嶇的地形和一定總量的冰。

對月球南極沙克勒頓撞擊坑的觀測一共進行了三次，位於2009年12月至2010年6月之間，探測器雷達對陰影區的探測檢測到了水或者冰的信號，相比較于撞擊坑周圍的土壤信號而言，存在較為獨特的雷達極化信號。微型射頻技術雷達可穿透一米或者兩米的深度，發現隱藏在地表之下的水或者冰物質。

科學家們最後確認沙克勒頓撞擊坑中上表面的冰物質占到了總量的5%至10%，並認為這是一個誘人的發現。

此外，微型射頻技術雷達的任務團隊也獲得了阿雷西博射電望遠鏡的觀測信號，通過向月面發射雷達波，並測量反射波束而收集到的雙基雷達圖像有助於我們區分月球表面粗糙物質和冰。