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中性原子探测仪:国际首次在月表探测中性原子

作者:金融论文
出处:www.lunrr.com
时间:2020-02-05

作者:倪思杰资料来源:科学网发布时间:2019/1/8 17:336042

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Neutral Atom Detector:International First Lunar Neutral Detection

自中国开发首颗科学卫星-双星计划以来,中国科学院国家空间科学中心的科学家与瑞典空间物理研究所的科学家首次合作。

十多年后,在嫦娥四号的国际有效载荷工作中,两位老朋友再次携手开发了世界上第一台能够直接探测月球表面中性原子的仪器中性原子探测器。

“月球是一个自然实验室。太阳风和月球表面之间的相互作用可以类比于其他行星,为未来的科学研究提供重要的科学数据。”中国首席专家、空间科学与应用研究中心研究员张爱兵说。

太阳风吹啊吹,中性原子飞啊飞。

太阳风是一种与气流非常相似的“风”,除了它不是吹气体分子,而是从太阳高层大气中发射出的超音速等离子带电粒子流。

因为太阳风中的粒子会干扰通讯系统,它总是让人感到恐慌。2006年12月13日,一场太阳风暴曾严重影响中国的短波无线电通信,导致广州、海南和重庆的通信中断3小时。好莱坞大片《2012》 《末日预言》和其他电影也显示了人类对太阳风袭击地球的恐惧。

这种恐惧也演变成了科学家的研究方向。在没有磁场和大气保护层的“月球实验室”,他们决定近距离直观地观察太阳风和月球表面相互作用的机制。

”起初,人们认为太阳风中的离子和电子被月球表面吸收。然而,经过一段时间的研究,研究人员发现太阳风离子在撞击月球表面后会反射回来。一些被反射回来的粒子仍然处于离子状态,而另一些粒子获得电子,电子从离子状态变为原子状态,变成中性原子。”张爱兵说。

同时,它就像“一块石头激起一千层波浪”。当太阳风中的高速粒子撞击月球表面时,它们也会溅射月球表面。最终,溅射的中性原子也将由于其特定的速度和能量而“逃逸”,形成月球外球体张爱兵说。

此外,太阳风和月球表面将对月球环境产生什么样的影响也是科学家们希望探索的。

”一些科学家推测太阳风中的氢离子和月球表面的氧气可能会碰撞并产生水。月球上的水可能与太阳风撞击月球表面有关。尽管这还不是一个明确的结论,但这也是我们想要找到的。”张爱兵说。

创造月球探索的新历史

这次嫦娥四号搭载的中性原子探测器主要是测量太阳风与月球表面相互作用后产生的中性原子,包括太阳风离子获得电子后产生的中性原子,以及从月球表面溅射出来的中性原子。

印度的第一颗月球轨道飞行器,月球1号,曾经携带中性原子成像仪,但是像其他月球卫星一样,它探测月球轨道上的中性原子。

“这次我们要做的是直接测量月球表面巡逻区域的中性原子,这可以说是人类探月史上第一次在月球表面进行中性原子探测。过去,检测就像用肉眼观察中性原子。这一次,我们用放大镜仔细观察。”张爱兵说。

过去,人类在探测绕月轨道中的中性原子时发现了一些意想不到的现象,留下了一些未解之谜。例如,人们发现中性原子和太阳风在密度和速度比方面没有直接关系,这些谜题也为这种探测指明了方向。

“这次我们可以在月球表面进行现场观察。随着月球车移动到月球表面的不同位置,我们可以观察到月球表面的不同地貌,并进一步观察太阳风与月球表面相互作用的不同过程。它有望解决过去遗留下来的类似科学问题。”张爱兵说。

碰撞与空间文化对接再沟通

中性原子探测器作为嫦娥四号运载的国际有效载荷,由瑞典空间物理研究所研制。中国科学家在交付后参加了设备的性能测试和相关工作。

张爱兵说中国和瑞典在科学卫星有效载荷方面有着悠久的合作历史。

第一次合作是在中欧共同开发中国第一颗空间科学卫星“双星计划”时。双星计划有一个中性原子探测器来测量地球轨道环境中的中性原子,由中国科学家和瑞典科学家共同完成。

2009年,在中国发射的火星探测项目“营火1号”中,中国科学家和瑞典科学家再次合作,分别开发了其中一个有效载荷的一部分,然后他们共同组成了一个薪资包来测量火星的离子和电子。

此外,在中国科学院的空间科学试点项目中,中国和瑞典科学家还共同完成了一些前期研究项目。

"由于双方合作的次数,双方的合作非常顺利。"张爱兵说。

当然,尽管进展顺利,但在合作中不可避免地会有碰撞和交流。"新的合作加深了两国之间的空间文化交流."张爱兵说。

根据中国的相关规定,中方应在国际载荷接收审查期间确保接口的安全,包括接口设计和部件的安全,不得影响其他载荷的工作,更不用说嫦娥四号的总体任务。

“起初,对方无法理解,但通过沟通,他们按照我们的要求做了相关工作,并向中方提供了相关信息。这种合作再次证明了我国在空间方面的卓越风格,这种工作风格也使瑞典科学家高度认可中国科学家的工作。”张爱兵说。

未来,中国和瑞典将共同使用科学数据进行科学研究。为此,中国组织了一个特殊的科学家小组。"双方将共同努力,充分利用该仪器的科研数据."张爱兵说。

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