人类对月球的探索你了解多少（行星际探索的新时代）

从好奇号，到毅力号、祝融号、嫦娥玉兔……人类行星际探索，正在进行中！

“毅力号”和“祝融号”是过去十年中部署发射的第五和第六辆行星漫游车。

在这张图像中,水星呈现出美丽的新月形，这是信使号太空船从水星南半球上空掠过时拍摄到的。在左边，一条分界线，划分出星球的昼与夜。右部是阳光照射的一边，使水星和黑暗的太空区分开。（图片来源：美国宇航局/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/华盛顿卡内基研究所）

伊拉克利斯·吉安纳基斯，阿伯丁大学地球科学讲师。

在发射七个月后，在2021年2月18日，美国“毅力号”漫游车成功地登陆火星。这次登陆，是2020火星任务的一部分，全世界数百万人观看直播，引发了全球对太空探索的新兴趣。随后不久，中国的“天问一号”也完成它的火星任务，任务使用的装备包括：一艘星际飞船、着陆器、和“祝融号”火星车。

“毅力号”和“祝融号”是过去十年中部署发射的第五和第六辆行星漫游车。第一辆，是美国的“好奇号”，于2012年登陆火星。接着，是中国的三次“嫦娥”登月任务。

2019年，“嫦娥四号”着陆器及其“玉兔二号”探测车，是第一次降落在月球永久背向地球一面的人造物体。这是行星际探索的一个重要里程碑。可以说，它与1968年的阿波罗8号任务同等重要，因为这是人类首次看到月球背面的状况。

“玉兔二号”月球车，使用探地雷达（GPR）的捕获数据，为了分析这些数据，科学家们研发了一种工具，可以比以前更好地，探测月球表面下的深处地层。该工具还能让我们了解月球的形成演化过程。

月球背面，不仅因其有趣的地质构造而有很高的研究价值，而且这隐蔽的一面完全不受人类活动产生的电磁干扰影响，是未来考虑建造射电望远镜的理想场所。

探地雷达

自21世纪初以来，轨道飞行器雷达已被用于行星际科学，但最近中国和美国探测车任务，是第一次在行星实地现场使用探地雷达。这种创新的雷达，成为未来行星际任务的科学有效载荷的一部分，用于绘制着陆场地地表下的地形图，并能揭示地表下正在发生的状况。

探地雷达还能关注行星土壤类型及其地下层，检索它们的重要信息。这些信息可以揭示该星球某个区域的地质演化过程，甚至能帮助我们评估其地质结构稳定性，为未来建设行星基地和研究站做好准备。

“毅力号”和“祝融号”目前正在进行火星探测工作，第一批探地雷达图像，预计将于2022年发布。但第一批获得的现场探地雷达数据，是来自中国的“嫦娥”三号、四号和五号月球任务，用于考查月球背面的地表结构，并提供有关该地区地质演化的宝贵信息。

不过，尽管探地雷达有很多优点，但它的一个主要缺点，是无法检测出边界平滑渐变的层。这意味着，从一层到另一层的逐渐变化不能被发现，会给人一种错误的印象，即地表下层由均质块体组成。而实际上，可能是一个更加复杂的结构，代表着完全不同的地质历史。

我们的团队开发了一种新方法，能够利用隐藏的巨石的雷达信号特征，探测这些地层。这一新开发的工具，已被用于处理“嫦娥四号”的“玉兔二号”月球车获取的探地雷达数据，该月球车停泊在月球背面南极艾特肯盆地中部的冯·卡门撞击坑。

艾特肯盆地是已知月球上最大、最古老、最深的陨石坑，据信是由流星体撞击形成的，流星体撞击穿透了月球地壳，并从顶部地幔（其正下方的内层）抬升了物质。我们的探测工具在月球地表的33英尺（10米）处发现了一个以前看不见的层状结构，之前被认为是一个同质块。

利用该方法，我们可以更精确地估算月壤表层深度；同时，可确定月壤地基的稳定性和强度，以便未来建立月球基地和研究站。

这一新发现的复杂层状结构还表明，小陨石坑更为重要，在陨石撞击沉积的物质，以及月球陨石坑的整体演化，这些方面的贡献可能比以前认为的要大得多。

这意味着，我们将对这个地球卫星的复杂地质历史有更连贯的了解，并使我们能够更准确地预测月球地表下的情况。

BY: Iraklis Giannakis

FY: 椒椒

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