嫦娥四號最新成果:月壤可作月球基地隔熱材料
◎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”在月球表麵進行了實地測量。
基於(yu) 嫦娥四號探測器對月球背麵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(wei) 月球基地表麵隔熱材料。
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麵月壤的熱物理性質,對於(yu) 認識月球地質曆史和探月航天器設計具有重要意義(yi) 。相關(guan) 成果近日發表於(yu) 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(guan) 鍵。”黃俊解釋,熱導率是物體(ti) 傳(chuan) 導熱量的能力,月壤的熱導率與(yu) 固體(ti) 顆粒的堆積方式和大小有關(guan) ,自美國“阿波羅計劃”實施以來就引起人們(men) 廣泛關(guan) 注。
記者了解到,嫦娥四號著陸器兩(liang) 根導軌的底端,安裝了4個(ge) 與(yu) 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後第3個(ge) 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。日出後月壤溫度快速上升,正午左右溫度達到最高值,超過20℃,正午之後溫度開始下降,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(wei) 15微米,大概是一根頭發粗細的五分之一;月表和月壤內(nei) 1米深處的月壤熱導率分別為(wei) 1.53×10-3W/(m·K)和8.48×10-3W/(m·K)。“月壤導熱的能力僅(jin) 是空氣的十分之一,水的百分之一,鐵的萬(wan) 分之一。”肖瀟表示。
“這說明在月球表麵的真空條件下,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,可在基地表麵覆蓋一層月壤,以防止有害的宇宙輻射,並避免白天溫度過高和夜間過度冷卻。”黃俊說。
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