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”在月球表面進(jìn)行了實(shí)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(zhì)大學(xué)(武漢)行星科學(xué)研究所、澳門(mén)科技大學(xué)和中國空間技術(shù)研究院的研究人員發(fā)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(wù)核心科學(xué)家團隊成員、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)副教授黃俊9月7日接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)表示,這是人類(lèi)首次利用就位探測數據揭示月球背面月壤的熱物理性質(zhì),對于認識月球地質(zhì)歷史和探月航天器設計具有重要意義。相關(guān)成果近日發(fā)表于我國首份英文版綜述性學(xué)術(shù)期刊《國家科學(xué)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(guān)鍵。”黃俊解釋?zhuān)瑹釋适俏矬w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(guān),自美國“阿波羅計劃”實(shí)施以來(lái)就引起人們廣泛關(guān)注。
記者了解到,嫦娥四號著(zhù)陸器兩根導軌的底端,安裝了4個(gè)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(zhù)陸后第3個(gè)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(diǎn)。日出后月壤溫度快速上升,正午左右溫度達到最高值,超過(guò)20℃,正午之后溫度開(kāi)始下降,傍晚時(shí)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(zhì)大學(xué)(武漢)博士生肖瀟表示,白天月壤的溫度主要受太陽(yáng)輻射和周?chē)h(huán)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(zhì)影響。
數值模擬研究表明,嫦娥四號著(zhù)陸點(diǎn)月壤顆粒的平均粒徑約為15微米,大概是一根頭發(fā)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(wàn)分之一。”肖瀟表示。
“這說(shuō)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(lái)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(guò)高和夜間過(guò)度冷卻。”黃俊說(shuō)。
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