文章來源:中國(guo)航天(tian)科技(ji)集(ji)團有限(xian)公司 發布時間:2022-01-25
嫦娥(e)四號著(zhu)陸器和“玉兔二號”月球車分(fen)別于(yu)1月20日(ri)21時(shi)10分(fen)和14時(shi)06分(fen)完成(cheng)第26月晝工作,按地(di)面(mian)指(zhi)令完成(cheng)設置,進(jin)入月夜休眠。截至目前,嫦娥(e)四號著(zhu)陸器和“玉兔二號”月球車已在月面(mian)工作749個(ge)地(di)球日(ri),累(lei)計行駛(shi)里程(cheng)628.47米。

月球車巡視路徑圖
科(ke)研(yan)(yan)團隊根據(ju)嫦娥四號任務(wu)獲(huo)取(qu)的(de)(de)(de)第一手(shou)數據(ju),持續取(qu)得科(ke)學成果。中國(guo)科(ke)學院紫金山天文臺吳昀昭研(yan)(yan)究(jiu)員團隊另辟蹊(xi)徑,將(jiang)可(ke)(ke)見光(guang)(guang)近紅(hong)外光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(VNIS)用(yong)(yong)于(yu)(yu)熱(re)(re)輻(fu)(fu)射特性研(yan)(yan)究(jiu),獲(huo)得了(le)(le)(le)月(yue)(yue)球在(zai)微尺度上的(de)(de)(de)熱(re)(re)輻(fu)(fu)射特性,并(bing)對光(guang)(guang)譜(pu)(pu)進行(xing)了(le)(le)(le)熱(re)(re)校(xiao)正,相關成果發(fa)(fa)表在(zai)Geophysical Research Letters。吳昀昭研(yan)(yan)究(jiu)員首(shou)次在(zai)嫦娥三(san)號光(guang)(guang)譜(pu)(pu)數據(ju)發(fa)(fa)現有熱(re)(re)輻(fu)(fu)射存在(zai)(Wu and Hapke, 2018)。嫦娥四號第一月(yue)(yue)晝光(guang)(guang)譜(pu)(pu)數據(ju)證實了(le)(le)(le)該發(fa)(fa)現,第十(shi)月(yue)(yue)晝定點(dian)測量給(gei)出了(le)(le)(le)更多的(de)(de)(de)觀測支持。圖1可(ke)(ke)見,2μm后光(guang)(guang)譜(pu)(pu)抬升(sheng)隨著太陽升(sheng)高而(er)逐漸加強,隨著太陽下(xia)沉而(er)逐漸降(jiang)低。該發(fa)(fa)現一方(fang)面有助于(yu)(yu)正確解譯(yi)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)數據(ju),另一方(fang)面拓展了(le)(le)(le)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀應用(yong)(yong),不僅可(ke)(ke)用(yong)(yong)于(yu)(yu)研(yan)(yan)究(jiu)礦(kuang)物,還可(ke)(ke)用(yong)(yong)于(yu)(yu)研(yan)(yan)究(jiu)月(yue)(yue)球的(de)(de)(de)熱(re)(re)輻(fu)(fu)射。該研(yan)(yan)究(jiu)表明即便在(zai)2 μm且中緯度地區的(de)(de)(de)礦(kuang)物反(fan)演研(yan)(yan)究(jiu)也需(xu)要(yao)進行(xing)熱(re)(re)校(xiao)正。

圖1:第一月晝(a)、第二月晝(b)與第十月晝(c和d)光譜
即便(bian)純熱(re)輻(fu)射(she)(she)區,溫度與發射(she)(she)率的(de)求解(jie)也是欠定方(fang)程,而(er)中紅外既(ji)存在反射(she)(she)又存在熱(re)發射(she)(she),溫度求解(jie)更(geng)為復(fu)雜(za)。研(yan)究(jiu)發現,除了(le)物質成(cheng)分外,熱(re)輻(fu)射(she)(she)特性受微(wei)尺度粗(cu)糙度顯著(zhu)影響(圖(tu)2)。除了(le)相角,觀(guan)測與入射(she)(she)相對方(fang)位角的(de)影響非常明顯(圖(tu)3)。獲得了(le)嫦娥四(si)號月壤微(wei)尺度地形雙(shuang)向粗(cu)糙度斜率為22° - 24°。

圖2:反演與模擬的月表溫度。左右兩列分別是未使用與使用粗糙度模型

圖3:模擬和觀測的溫差(×與o分別表示未使用與使用粗糙度模型)與相對方位角的關系
過去對(dui)月表(biao)溫度(du)特性(xing)的(de)研(yan)究(jiu)主要是宏觀衛(wei)星遙(yao)感數(shu)據,波長上(shang)是熱紅(hong)外(wai)波段。本(ben)研(yan)究(jiu)首次(ci)開展(zhan)了微觀尺(chi)度(du)和短(duan)波方面(mian)的(de)月壤熱輻(fu)射(she)特性(xing)研(yan)究(jiu),對(dui)于中(zhong)紅(hong)外(wai)研(yan)究(jiu)具有(you)重要意義(yi)。本(ben)次(ci)研(yan)究(jiu)所用(yong)(yong)譜段存在太陽反射(she)與(yu)月球自身(shen)熱輻(fu)射(she)疊加,光(guang)譜解析及應用(yong)(yong)存在較大困難,是研(yan)究(jiu)相對(dui)較少的(de)光(guang)譜區(qu)。而中(zhong)紅(hong)外(wai)譜段非常有(you)用(yong)(yong),水、OH、有(you)機質、礦物(wu)(wu)在中(zhong)紅(hong)外(wai)有(you)判斷(duan)性(xing)光(guang)譜特征,是探測(ce)地外(wai)生命(ming)物(wu)(wu)質的(de)關鍵譜段。
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