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嫦娥四號最新成果:月壤可作月球基地隔熱材料

發布時間:2022-09-08 09:53:00來源: 科技日報

  ◎記者 唐 芳

  月壤是冷是熱?導熱性好嗎?我國航天人把溫度計“貼”在月球表面進行了實地測量。

  基于嫦娥四號探測器對月球背面表層月壤溫度的就位測量結果,中國地質大學(武漢)行星科學研究所、澳門科技大學和中國空間技術研究院的研究人員發現,月壤具有非常好的隔熱性,可作為月球基地表面隔熱材料。

  論文通訊作者、嫦娥四號月球探測任務核心科學家團隊成員、中國地質大學(武漢)副教授黃俊9月7日接受科技日報記者采訪時表示,這是人類首次利用就位探測數據揭示月球背面月壤的熱物理性質,對于認識月球地質歷史和探月航天器設計具有重要意義。相關成果近日發表于我國首份英文版綜述性學術期刊《國家科學評論》。

  “就位探測保持了月壤的原始堆積方式,這對準確分析月壤的熱導率十分關鍵。”黃俊解釋,熱導率是物體傳導熱量的能力,月壤的熱導率與固體顆粒的堆積方式和大小有關,自美國“阿波羅計劃”實施以來就引起人們廣泛關注。

  記者了解到,嫦娥四號著陸器兩根導軌的底端,安裝了4個與月壤直接接觸的溫度計,每900秒測量一次月壤的溫度。此項最新研究采用了嫦娥四號著陸后第3個月的月壤溫度數據。

  測量結果顯示,月壤溫度具有白天高、晚上低的特點。日出后月壤溫度快速上升,正午左右溫度達到最高值,超過20℃,正午之后溫度開始下降,傍晚時溫度急劇下降至大約-170℃,到了夜間溫度則緩慢下降。

  論文第一作者、中國地質大學(武漢)博士生肖瀟表示,白天月壤的溫度主要受太陽輻射和周圍環境熱輻射的影響,夜間月表溫度的變化主要受月壤的熱物理性質影響。

  數值模擬研究表明,嫦娥四號著陸點月壤顆粒的平均粒徑約為15微米,大概是一根頭發粗細的五分之一;月表和月壤內1米深處的月壤熱導率分別為1.53×10-3W/(m·K)和8.48×10-3W/(m·K)。“月壤導熱的能力僅是空氣的十分之一,水的百分之一,鐵的萬分之一。”肖瀟表示。

  “這說明在月球表面的真空條件下,月壤的熱導率極低,是非常好的隔熱層。未來在月球極區建立月球基地,可在基地表面覆蓋一層月壤,以防止有害的宇宙輻射,并避免白天溫度過高和夜間過度冷卻。”黃俊說。

(責編:李雨潼)

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