而月球上可沒有這么安全的環(huán)境。張珅毅表示,深空中的太陽宇宙線會直接打到月球表面。如果將來航天員登陸月球,必然會遭受高能粒子帶來的威脅。
目前,國際上關(guān)于月球輻射情況的有效數(shù)據(jù)幾乎是空白。而嫦娥四號著陸器上計劃開展的中德合作項(xiàng)目,將對月表中子與輻射劑量進(jìn)行測量。作為該項(xiàng)目的中方首席專家,張珅毅表示此項(xiàng)研究旨在為未來登月航天員的危險度進(jìn)行前期評估,提供輻射防護(hù)的依據(jù)。
2015年,張珅毅收到一封來自德國基爾大學(xué)的郵件。該校教授羅伯特·維默爾-施魏因格魯伯表達(dá)了共同完成月表中子與輻射劑量探測儀研制的愿望。雙方經(jīng)過討論,合作意向很快達(dá)成。
“我對中國與歐洲之間的航天合作充滿樂觀,近年來它們開展了一系列合作項(xiàng)目。當(dāng)我申請參與嫦娥四號國際載荷項(xiàng)目獲得中方批準(zhǔn)后,我向德國航天部門申請的項(xiàng)目資金很快便得到支持。”維默爾-施魏因格魯伯對媒體說。
根據(jù)協(xié)議,月表中子與輻射劑量探測儀的工程硬件由德方研制,中方負(fù)責(zé)接口協(xié)調(diào)、階段性評審考核、交付后測試、標(biāo)定試驗(yàn)等對接協(xié)調(diào)工作。研究獲得的數(shù)據(jù)將由雙方共享并共同對外發(fā)布。
“這將是近幾十年國際上第一次對月表輻射劑量進(jìn)行測量,我們獲得的第一手月表粒子輻射測量數(shù)據(jù),對國家探月工程來說將是非常寶貴的資源。”張珅毅說。
為了充分利用搭載機(jī)會,該載荷還將對太陽風(fēng)暴開展研究。張珅毅說,在月球上可以直接探測到太陽高能粒子的能譜,及其隨時間變化的特性;研究太陽風(fēng)暴的起因、高能粒子傳播規(guī)律等。
此外,項(xiàng)目團(tuán)隊還將嘗試對月球的水冰和鐵礦進(jìn)行探測。
中性原子探測儀 尋找月球水源的線索
嫦娥四號落月后不久,玉兔二號月球車就“掙脫”它的懷抱來到月面,留下一串長長的“腳印”。這只“兔子”的任務(wù)可不是到處跑到處看那么簡單,除了像前輩“玉兔號”一樣攜帶全景相機(jī)、紅外成像光譜儀和測月雷達(dá),它還背負(fù)了一臺中國與瑞典合作研發(fā)的中性原子探測儀,將實(shí)施國際首次在月表開展的能量中性原子探測任務(wù),首批數(shù)據(jù)有望在今年2月中旬左右發(fā)回。
該項(xiàng)目中方首席專家、中科院國家空間中心研究員張愛兵介紹,項(xiàng)目主要為了研究太陽風(fēng)與月表的微觀相互作用,以及月表濺射在月球逃逸層形成和維持中的作用。
瑞典空間物理研究所研究員、該項(xiàng)目載荷負(fù)責(zé)人馬丁·威澤向媒體表示,太陽風(fēng)如何影響月球表面是一個新的研究領(lǐng)域,此項(xiàng)探測數(shù)據(jù)對于理解這一基本物理過程非常重要。
張愛兵說,太陽風(fēng)為帶電粒子,與高能粒子不同的是,太陽風(fēng)粒子密度很大。由于月球沒有大氣和磁場,太陽風(fēng)粒子會直接打到月球表面并被反射,部分會變成中性原子進(jìn)行逃逸形成月球外逸層。同時,它也會將月表物質(zhì)成分濺射出來形成中性原子。由于月球表面的地形地貌存在差異,隨著巡視器的移動,獲取的結(jié)果也會不一樣。
“我們對未來的探測結(jié)果十分好奇。”威澤說,“通過監(jiān)測與研究,我們有可能發(fā)現(xiàn)關(guān)于月球上水來自何處的線索。”張愛兵表示,有科學(xué)家認(rèn)為太陽風(fēng)氫離子與月表中的氧產(chǎn)生羥基形成水,這也成為探測和研究的內(nèi)容之一。
目前我國還沒有用于空間探測的中性原子探測儀,只有一臺正在自行研制中,計劃用于未來火星探測任務(wù)。中科院國家空間中心與瑞典空間物理所的合作起于雙星計劃,歷史悠久、成果豐富。此次項(xiàng)目載荷也由該所研制,中方參與設(shè)備定標(biāo)測試,以及交付后的相關(guān)工作??茖W(xué)數(shù)據(jù)將由雙方共享,協(xié)同開展研究。
“嫦娥四號任務(wù)從立項(xiàng)時就體現(xiàn)出開放原則,在月球與深空探測領(lǐng)域的國際合作上大膽嘗試,達(dá)到了良好效果,為我國后續(xù)國際合作奠定了基礎(chǔ)。”徐欣鋒表示。
