月球南极

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克莱门汀号拍摄的月球南极区

月球南极是科学家们特别感兴趣的地方,因为该区域处于永久阴影中,因此可能存在水冰。在月球二极中,南极可能更有趣,因为该区域的阴影区远大于北极[1]。南极陨石坑坑底是月球上唯独阳光照射不到的地方,因而,南极陨石坑是含有早期太阳系化石记录的寒冷深窖[2]

地理

月球南極位於極地南極圈的中心(南緯80°至南緯90°)[3][4]。 月球南極已從數十億年前的原始位置偏移了5 度[來源請求]。這種偏移改變了月球的旋轉軸,使陽光能夠到達以前被陰影的區域,但南極仍然具有一些完全陰影的區域。 軸旋轉與橢圓平面成 88.5 度。 相反,南極還包含永久暴露在陽光下的區域。 南極地區有許多隕石坑和盆地,例如南極-艾托肯盆地,這似乎是月球最基本的特徵之一[5],還有山脈。 南極平均溫度約為 260 K(−13 °C;8 °F)[5]

陨石坑

根据月球勘测轨道飞行器上红外线辐射计所测量数据构建的月球南极图

月球的自转轴点位于沙克尔顿坑内,最接近南极的著名撞击坑有:德·杰拉许陨石坑斯维德鲁普陨石坑舒梅克环形山福斯蒂尼陨石坑霍沃思环形山诺毕尔环形山卡比厄斯环形山

探索

月球南极区域图.

有数个国家的探测卫星绕月轨道对月球南极地区进行过探索。通过美国月球轨道器克莱门汀号月球探勘者月球勘测轨道飞行器日本辉夜姬号印度月船1号等实施了广泛的研究。美国太空總署月球坑观测和传感卫星卡比厄斯环形山坑中发现了大量的水[6]

印度空间研究组织于2008年11月14日自月船1号发射了月球撞击探测器英语Moon Impact Probe,后者按计划在沙克爾頓坑边缘附近硬着陆。这是目前世界上唯一一次探测器硬着陆月球南极的事件。至今未有着陆器成功软着陆月球南极。一个常见的说法是印度空间研究组织於2023年8月23日成功在月面着陆的月船3号是首个在月球南极地区着陆的探测器[7],但其着陆点纬度为南緯69°,并非南緯80°以上的月球南极范围内,只是月球高纬度地区。尽管如此,月船3号仍是目前所有着陆器中最靠近月球南极点的。[8]

資源

月球表面化學成分[9]
化合物 公式 組成
月海 高地
二氧化硅 SiO2 45.4% 45.5%
氧化鋁 Al2O3 14.9% 24.0%
氧化鈣 CaO 11.8% 15.9%
氧化亚铁 FeO 14.1% 5.9%
氧化鎂 MgO 9.2% 7.5%
二氧化鈦 TiO2 3.9% 0.6%
氧化钠 Na2O 0.6% 0.6%
  99.9% 100.0%

太陽能、氧氣和金屬是南極地區豐富的資源[10]。 通過在南極附近建立月球資源處理設施,太陽能發電將允許幾乎持續運行[11]。 已知存在於月球表面的元素包括 (H)[12] (O)、 (Si)、 (Fe)、 (Mg)、 (Ca)、 (Al) )、( Mn)和(Ti)。 其中較豐富的是氧、鐵和矽。 氧含量估計為 45%(按重量計)。

未来

未来对月球南极的勘探计划包含一项由私人公司-沙克尔顿能源公司执行的任务。2016年后,沙克尔顿公司打算将一架自动探测车发射到月球上以“识别和描述环境、测定或定位南北极陨坑中合适水冰的蕴含量”[13]

月球使命一[14]是一个由英国主导,2014年宣布并计划在2024年执行的无人探月任务[15]。它将尝试登陆月球南极,然后在月表钻探至少20米,甚至100米深。这将可大大改善对月球组成成分、地质史以及结构的认识,揭示有关早期太阳系的一些新线索。该计划试图通过Kickstarter网站以众筹方式来募集所需的项目资金[16]

中國国家航天局計劃在2026年發射嫦娥七號探测器,在月球南極沙克尔顿坑進行探测任務。

美国NASA阿耳忒弥斯计划計劃已提議著陸多個機器人著陸器和漫遊車(CLPS),為2025年阿提米絲3號載人登陸南極地區做準備[17]

参见

参考文献

  1. ^ South Pole Region of the Moon as Seen by Clementine. NASA. June 3, 1996 [March 4, 2010]. (原始内容存档于2012-02-27). 
  2. ^ NASA Takes Aim at Moon with Double Sledgehammer. Space.com. February 27, 2008 [March 4, 2010]. (原始内容存档于2010-03-24). 
  3. ^ Lunar South Pole. 互联网档案馆存檔,存档日期24 June 2017. NASA. 2017. Accessed on 16 July 2019.
  4. ^ The Lunar Arctic Circle. 互联网档案馆存檔,存档日期29 December 2018. Xefer. October 10, 2011.
  5. ^ 5.0 5.1 Spudis, P. D.; Stockstill, K. R.; Ockels, W. J.; Kruijff, M. Physical Environment of the Lunar South Pole from Clementine Data: Implications for Future Exploration of the Moon. Abstracts of the Lunar and Planetary Science Conference. 1995, 26: 1339. Bibcode:1995LPI....26.1339S. 
  6. ^ Chang, Kenneth. LCROSS Mission Finds Water on Moon, NASA Scientists Say. The New York Times. November 13, 2009 [March 4, 2010]. (原始内容存档于2021-07-05). 
  7. ^ Kumar, Hari; Travelli, Alex; Mashal, Mujib; Chang, Kenneth. ‘India Is on the Moon’: Lander’s Success Moves Nation to Next Space Chapter. The New York Times. 2023-08-23 [2023-09-30]. (原始内容存档于2023-08-23). 
  8. ^ Did India land spacecraft near moon’s south pole? Top China scientist says not. South China Morning Post. 2023-09-27 (英语). 
  9. ^ Taylor, Stuart R. Lunar Science: a Post-Apollo View有限度免费查阅,超限则需付费订阅. Oxford: Pergamon Press. 1975: 64. ISBN 978-0080182742. 
  10. ^ Why the Lunar South Pole? 互联网档案馆存檔,存档日期5 September 2020. Adam Hugo. The Space Resource. 25 April 2019.
  11. ^ Lunar Resources: Unlocking the Space Frontier. 互联网档案馆存檔,存档日期17 July 2019. Paul D. Spudis. Ad Astra, Volume 23 Number 2, Summer 2011. Published by the National Space Society. Retrieved on 16 July 2019.
  12. ^ S. Maurice. Distribution of hydrogen at the surface of the moon (PDF). [2023-08-13]. (原始内容存档 (PDF)于2020-09-05). 
  13. ^ Shackleton Energy's cislunar economic development plans 互联网档案馆存檔,存档日期2013-01-05. David Livingston interview with James Keravala, The Space Show, 14 Dec 2012, at 55:25-57:40, accessed 2012-12-22.
  14. ^ Lunar Mission One官方網站. [2021-12-26]. (原始内容存档于2021-12-03). 
  15. ^ UK 'to lead moon landing' funded by public contributions. BBC. 19 November 2014 [19 November 2014]. (原始内容存档于2021-12-19). 
  16. ^ LUNAR MISSION ONE: A new lunar mission for everyone.. Kickstarter. 19 November 2014 [19 November 2014]. (原始内容存档于2014-11-20). 
  17. ^ Chang, Kenneth. For Artemis Mission to Moon, NASA Seeks to Add Billions to Budget有限度免费查阅,超限则需付费订阅. The New York Times. 25 May 2019 [25 May 2019]. (原始内容存档于25 May 2019). Under the NASA plan, a mission to land on the moon would take place during the third launch of the Space Launch System. Astronauts, including the first woman to walk on the moon, Mr. Bridenstine said, would first stop at the orbiting lunar outpost. They would then take a lander to the surface near its south pole, where frozen water exists within the craters. 

外部链接