'印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析'

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

與其它國家相比,“月船2號”的預定著陸點更靠近南極

為什麼要去月球南極?

首要原因當然是此前別的國家沒去過,它是第一個。印度有可能成為登陸月球南極的國家,這是足以自豪的事情。

第二個原因是印度公開的登月目標之一:“月船2號”要在月球南極找水

我們知道月球沒有全球磁場,也幾乎沒有大氣層。當陽光照射到月球表面,強烈的太陽風會將水分子分解成氫和氧,然後將它們吹散到太空中,惡劣的環境使月球表面完全乾燥,基本不可能存在水。下面就是水分子的光解過程:

H₂O + 2 photons (light) → 2 e⁻ + 2 H⁺ + O

但理論上月球上曾經有水的存在,因為幾十億年來它與地球一樣經歷過大量含水彗星、小行星和流星體的撞擊,地球上有水,月球上同樣應該有水;同時太陽風中大量質子(H⁺,它是氫的原子核)持續不斷地轟擊月面,它們有可能與月球表面氧化物中的氧離子相結合形成羥基(·OH),進而在月球的土壤下面生成水分子。

值得注意的是,一個水分子的形成需要存在兩個相鄰的羥基,或一個氧原子與兩個質子發生連續的級聯反應。如果每表面單位的質子密度太低,就可能構成限制因素並降低產生水分子的可能性。因此大多數科學家認為如果月球表面真的存在水,它有更大的可能是彗星貢獻的。

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

與其它國家相比,“月船2號”的預定著陸點更靠近南極

為什麼要去月球南極?

首要原因當然是此前別的國家沒去過,它是第一個。印度有可能成為登陸月球南極的國家,這是足以自豪的事情。

第二個原因是印度公開的登月目標之一:“月船2號”要在月球南極找水

我們知道月球沒有全球磁場,也幾乎沒有大氣層。當陽光照射到月球表面,強烈的太陽風會將水分子分解成氫和氧,然後將它們吹散到太空中,惡劣的環境使月球表面完全乾燥,基本不可能存在水。下面就是水分子的光解過程:

H₂O + 2 photons (light) → 2 e⁻ + 2 H⁺ + O

但理論上月球上曾經有水的存在,因為幾十億年來它與地球一樣經歷過大量含水彗星、小行星和流星體的撞擊,地球上有水,月球上同樣應該有水;同時太陽風中大量質子(H⁺,它是氫的原子核)持續不斷地轟擊月面,它們有可能與月球表面氧化物中的氧離子相結合形成羥基(·OH),進而在月球的土壤下面生成水分子。

值得注意的是,一個水分子的形成需要存在兩個相鄰的羥基,或一個氧原子與兩個質子發生連續的級聯反應。如果每表面單位的質子密度太低,就可能構成限制因素並降低產生水分子的可能性。因此大多數科學家認為如果月球表面真的存在水,它有更大的可能是彗星貢獻的。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

太陽風的氫離子可能是月球上水的成因之一

1976年8月18日,前蘇聯Luna 24探測器降落在月球的Mare Crisium,並將從月球地表之下的土壤樣品帶回地球。1978年2月,蘇聯科學家通過對這些樣品的分析後認為這些樣品中含有水分子。其後越來越多的證據表明月球的地表之下存在水的痕跡,2018年8月,美國NASA證實在月球南北極表面存在水冰。

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

與其它國家相比,“月船2號”的預定著陸點更靠近南極

為什麼要去月球南極?

首要原因當然是此前別的國家沒去過,它是第一個。印度有可能成為登陸月球南極的國家,這是足以自豪的事情。

第二個原因是印度公開的登月目標之一:“月船2號”要在月球南極找水

我們知道月球沒有全球磁場,也幾乎沒有大氣層。當陽光照射到月球表面,強烈的太陽風會將水分子分解成氫和氧,然後將它們吹散到太空中,惡劣的環境使月球表面完全乾燥,基本不可能存在水。下面就是水分子的光解過程:

H₂O + 2 photons (light) → 2 e⁻ + 2 H⁺ + O

但理論上月球上曾經有水的存在,因為幾十億年來它與地球一樣經歷過大量含水彗星、小行星和流星體的撞擊,地球上有水,月球上同樣應該有水;同時太陽風中大量質子(H⁺,它是氫的原子核)持續不斷地轟擊月面,它們有可能與月球表面氧化物中的氧離子相結合形成羥基(·OH),進而在月球的土壤下面生成水分子。

值得注意的是,一個水分子的形成需要存在兩個相鄰的羥基,或一個氧原子與兩個質子發生連續的級聯反應。如果每表面單位的質子密度太低,就可能構成限制因素並降低產生水分子的可能性。因此大多數科學家認為如果月球表面真的存在水,它有更大的可能是彗星貢獻的。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

太陽風的氫離子可能是月球上水的成因之一

1976年8月18日,前蘇聯Luna 24探測器降落在月球的Mare Crisium,並將從月球地表之下的土壤樣品帶回地球。1978年2月,蘇聯科學家通過對這些樣品的分析後認為這些樣品中含有水分子。其後越來越多的證據表明月球的地表之下存在水的痕跡,2018年8月,美國NASA證實在月球南北極表面存在水冰。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

藍色光譜線顯示月球兩極存在氫氧化物的光譜特徵

為什麼水冰會出現在月球的南北極?這是因為月球繞地球運行並隨著地球繞日運行的過程中,其南北極區域的火山口和隕石坑成為“永久陰影區”,這些區域數億年來不見陽光,低溫和低輻射使得水分子得以保留下來。

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

與其它國家相比,“月船2號”的預定著陸點更靠近南極

為什麼要去月球南極?

首要原因當然是此前別的國家沒去過,它是第一個。印度有可能成為登陸月球南極的國家,這是足以自豪的事情。

第二個原因是印度公開的登月目標之一:“月船2號”要在月球南極找水

我們知道月球沒有全球磁場,也幾乎沒有大氣層。當陽光照射到月球表面,強烈的太陽風會將水分子分解成氫和氧,然後將它們吹散到太空中,惡劣的環境使月球表面完全乾燥,基本不可能存在水。下面就是水分子的光解過程:

H₂O + 2 photons (light) → 2 e⁻ + 2 H⁺ + O

但理論上月球上曾經有水的存在,因為幾十億年來它與地球一樣經歷過大量含水彗星、小行星和流星體的撞擊,地球上有水,月球上同樣應該有水;同時太陽風中大量質子(H⁺,它是氫的原子核)持續不斷地轟擊月面,它們有可能與月球表面氧化物中的氧離子相結合形成羥基(·OH),進而在月球的土壤下面生成水分子。

值得注意的是,一個水分子的形成需要存在兩個相鄰的羥基,或一個氧原子與兩個質子發生連續的級聯反應。如果每表面單位的質子密度太低,就可能構成限制因素並降低產生水分子的可能性。因此大多數科學家認為如果月球表面真的存在水,它有更大的可能是彗星貢獻的。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

太陽風的氫離子可能是月球上水的成因之一

1976年8月18日,前蘇聯Luna 24探測器降落在月球的Mare Crisium,並將從月球地表之下的土壤樣品帶回地球。1978年2月,蘇聯科學家通過對這些樣品的分析後認為這些樣品中含有水分子。其後越來越多的證據表明月球的地表之下存在水的痕跡,2018年8月,美國NASA證實在月球南北極表面存在水冰。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

藍色光譜線顯示月球兩極存在氫氧化物的光譜特徵

為什麼水冰會出現在月球的南北極?這是因為月球繞地球運行並隨著地球繞日運行的過程中,其南北極區域的火山口和隕石坑成為“永久陰影區”,這些區域數億年來不見陽光,低溫和低輻射使得水分子得以保留下來。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

月球南極和北極永久陰影區可能存在大量水冰

此前所有對月球南北極水冰的探測都是通過遙感衛星進行的,為什麼包括美國在內的幾個國家多次登月,卻沒有一次讓探測器降落到南極去找水呢?因為那裡環境對於探測器來說實在是太惡劣了。

永久陰影區是太陽照射不到的地方,十幾億年來這些地區的溫度從未超過-170°C。依賴太陽能電池供電的探月設備得不到能源補充,並且它們搭載的電子設備也無法承受長時間超低溫的考驗。

“月船2號”能找到水嗎?

這很困難。根據印度空間研究組織提供的著陸區域座標,我找到了它在月球南極區域的計劃著陸地點:

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

與其它國家相比,“月船2號”的預定著陸點更靠近南極

為什麼要去月球南極?

首要原因當然是此前別的國家沒去過,它是第一個。印度有可能成為登陸月球南極的國家,這是足以自豪的事情。

第二個原因是印度公開的登月目標之一:“月船2號”要在月球南極找水

我們知道月球沒有全球磁場,也幾乎沒有大氣層。當陽光照射到月球表面,強烈的太陽風會將水分子分解成氫和氧,然後將它們吹散到太空中,惡劣的環境使月球表面完全乾燥,基本不可能存在水。下面就是水分子的光解過程:

H₂O + 2 photons (light) → 2 e⁻ + 2 H⁺ + O

但理論上月球上曾經有水的存在,因為幾十億年來它與地球一樣經歷過大量含水彗星、小行星和流星體的撞擊,地球上有水,月球上同樣應該有水;同時太陽風中大量質子(H⁺,它是氫的原子核)持續不斷地轟擊月面,它們有可能與月球表面氧化物中的氧離子相結合形成羥基(·OH),進而在月球的土壤下面生成水分子。

值得注意的是,一個水分子的形成需要存在兩個相鄰的羥基,或一個氧原子與兩個質子發生連續的級聯反應。如果每表面單位的質子密度太低,就可能構成限制因素並降低產生水分子的可能性。因此大多數科學家認為如果月球表面真的存在水,它有更大的可能是彗星貢獻的。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

太陽風的氫離子可能是月球上水的成因之一

1976年8月18日,前蘇聯Luna 24探測器降落在月球的Mare Crisium,並將從月球地表之下的土壤樣品帶回地球。1978年2月,蘇聯科學家通過對這些樣品的分析後認為這些樣品中含有水分子。其後越來越多的證據表明月球的地表之下存在水的痕跡,2018年8月,美國NASA證實在月球南北極表面存在水冰。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

藍色光譜線顯示月球兩極存在氫氧化物的光譜特徵

為什麼水冰會出現在月球的南北極?這是因為月球繞地球運行並隨著地球繞日運行的過程中,其南北極區域的火山口和隕石坑成為“永久陰影區”,這些區域數億年來不見陽光,低溫和低輻射使得水分子得以保留下來。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

月球南極和北極永久陰影區可能存在大量水冰

此前所有對月球南北極水冰的探測都是通過遙感衛星進行的,為什麼包括美國在內的幾個國家多次登月,卻沒有一次讓探測器降落到南極去找水呢?因為那裡環境對於探測器來說實在是太惡劣了。

永久陰影區是太陽照射不到的地方,十幾億年來這些地區的溫度從未超過-170°C。依賴太陽能電池供電的探月設備得不到能源補充,並且它們搭載的電子設備也無法承受長時間超低溫的考驗。

“月船2號”能找到水嗎?

這很困難。根據印度空間研究組織提供的著陸區域座標,我找到了它在月球南極區域的計劃著陸地點:

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

紅色箭頭所指區域為“月船2號”預定著陸地點

從“月船2號”的預定著陸地點我們不難看出,這裡是南緯71度線附近一個相對平坦的高地,位於兩個撞擊坑之間。儘管這裡是南極,但距離永久陰影區達數百公里。即便“月船2號”平安降落在陰影區裡,也意味著它的夭折。這個探測器由太陽能電池供電,其功率僅為650W,它不像美國火星車那樣搭載核電池,沒有陽光的照射它就無法發揮作用。

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印度的探月行動

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印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

與其它國家相比,“月船2號”的預定著陸點更靠近南極

為什麼要去月球南極?

首要原因當然是此前別的國家沒去過,它是第一個。印度有可能成為登陸月球南極的國家,這是足以自豪的事情。

第二個原因是印度公開的登月目標之一:“月船2號”要在月球南極找水

我們知道月球沒有全球磁場,也幾乎沒有大氣層。當陽光照射到月球表面,強烈的太陽風會將水分子分解成氫和氧,然後將它們吹散到太空中,惡劣的環境使月球表面完全乾燥,基本不可能存在水。下面就是水分子的光解過程:

H₂O + 2 photons (light) → 2 e⁻ + 2 H⁺ + O

但理論上月球上曾經有水的存在,因為幾十億年來它與地球一樣經歷過大量含水彗星、小行星和流星體的撞擊,地球上有水,月球上同樣應該有水;同時太陽風中大量質子(H⁺,它是氫的原子核)持續不斷地轟擊月面,它們有可能與月球表面氧化物中的氧離子相結合形成羥基(·OH),進而在月球的土壤下面生成水分子。

值得注意的是,一個水分子的形成需要存在兩個相鄰的羥基,或一個氧原子與兩個質子發生連續的級聯反應。如果每表面單位的質子密度太低,就可能構成限制因素並降低產生水分子的可能性。因此大多數科學家認為如果月球表面真的存在水,它有更大的可能是彗星貢獻的。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

太陽風的氫離子可能是月球上水的成因之一

1976年8月18日,前蘇聯Luna 24探測器降落在月球的Mare Crisium,並將從月球地表之下的土壤樣品帶回地球。1978年2月,蘇聯科學家通過對這些樣品的分析後認為這些樣品中含有水分子。其後越來越多的證據表明月球的地表之下存在水的痕跡,2018年8月,美國NASA證實在月球南北極表面存在水冰。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

藍色光譜線顯示月球兩極存在氫氧化物的光譜特徵

為什麼水冰會出現在月球的南北極?這是因為月球繞地球運行並隨著地球繞日運行的過程中,其南北極區域的火山口和隕石坑成為“永久陰影區”,這些區域數億年來不見陽光,低溫和低輻射使得水分子得以保留下來。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

月球南極和北極永久陰影區可能存在大量水冰

此前所有對月球南北極水冰的探測都是通過遙感衛星進行的,為什麼包括美國在內的幾個國家多次登月,卻沒有一次讓探測器降落到南極去找水呢?因為那裡環境對於探測器來說實在是太惡劣了。

永久陰影區是太陽照射不到的地方,十幾億年來這些地區的溫度從未超過-170°C。依賴太陽能電池供電的探月設備得不到能源補充,並且它們搭載的電子設備也無法承受長時間超低溫的考驗。

“月船2號”能找到水嗎?

這很困難。根據印度空間研究組織提供的著陸區域座標,我找到了它在月球南極區域的計劃著陸地點:

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

紅色箭頭所指區域為“月船2號”預定著陸地點

從“月船2號”的預定著陸地點我們不難看出,這裡是南緯71度線附近一個相對平坦的高地,位於兩個撞擊坑之間。儘管這裡是南極,但距離永久陰影區達數百公里。即便“月船2號”平安降落在陰影區裡,也意味著它的夭折。這個探測器由太陽能電池供電,其功率僅為650W,它不像美國火星車那樣搭載核電池,沒有陽光的照射它就無法發揮作用。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”著陸器基本參數

在有日照的月面不會有水,太陽風會蒸發它們。“月船2號”攜帶的20公斤重月球車設計行駛距離僅500米,功率僅50W的定向式太陽能電池註定它只能呆在有太陽照射的溫暖地面,去不了永久陰影區,更談不上尋找水冰了。

"

印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

與其它國家相比,“月船2號”的預定著陸點更靠近南極

為什麼要去月球南極?

首要原因當然是此前別的國家沒去過,它是第一個。印度有可能成為登陸月球南極的國家,這是足以自豪的事情。

第二個原因是印度公開的登月目標之一:“月船2號”要在月球南極找水

我們知道月球沒有全球磁場,也幾乎沒有大氣層。當陽光照射到月球表面,強烈的太陽風會將水分子分解成氫和氧,然後將它們吹散到太空中,惡劣的環境使月球表面完全乾燥,基本不可能存在水。下面就是水分子的光解過程:

H₂O + 2 photons (light) → 2 e⁻ + 2 H⁺ + O

但理論上月球上曾經有水的存在,因為幾十億年來它與地球一樣經歷過大量含水彗星、小行星和流星體的撞擊,地球上有水,月球上同樣應該有水;同時太陽風中大量質子(H⁺,它是氫的原子核)持續不斷地轟擊月面,它們有可能與月球表面氧化物中的氧離子相結合形成羥基(·OH),進而在月球的土壤下面生成水分子。

值得注意的是,一個水分子的形成需要存在兩個相鄰的羥基,或一個氧原子與兩個質子發生連續的級聯反應。如果每表面單位的質子密度太低,就可能構成限制因素並降低產生水分子的可能性。因此大多數科學家認為如果月球表面真的存在水,它有更大的可能是彗星貢獻的。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

太陽風的氫離子可能是月球上水的成因之一

1976年8月18日,前蘇聯Luna 24探測器降落在月球的Mare Crisium,並將從月球地表之下的土壤樣品帶回地球。1978年2月,蘇聯科學家通過對這些樣品的分析後認為這些樣品中含有水分子。其後越來越多的證據表明月球的地表之下存在水的痕跡,2018年8月,美國NASA證實在月球南北極表面存在水冰。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

藍色光譜線顯示月球兩極存在氫氧化物的光譜特徵

為什麼水冰會出現在月球的南北極?這是因為月球繞地球運行並隨著地球繞日運行的過程中,其南北極區域的火山口和隕石坑成為“永久陰影區”,這些區域數億年來不見陽光,低溫和低輻射使得水分子得以保留下來。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

月球南極和北極永久陰影區可能存在大量水冰

此前所有對月球南北極水冰的探測都是通過遙感衛星進行的,為什麼包括美國在內的幾個國家多次登月,卻沒有一次讓探測器降落到南極去找水呢?因為那裡環境對於探測器來說實在是太惡劣了。

永久陰影區是太陽照射不到的地方,十幾億年來這些地區的溫度從未超過-170°C。依賴太陽能電池供電的探月設備得不到能源補充,並且它們搭載的電子設備也無法承受長時間超低溫的考驗。

“月船2號”能找到水嗎?

這很困難。根據印度空間研究組織提供的著陸區域座標,我找到了它在月球南極區域的計劃著陸地點:

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

紅色箭頭所指區域為“月船2號”預定著陸地點

從“月船2號”的預定著陸地點我們不難看出,這裡是南緯71度線附近一個相對平坦的高地,位於兩個撞擊坑之間。儘管這裡是南極,但距離永久陰影區達數百公里。即便“月船2號”平安降落在陰影區裡,也意味著它的夭折。這個探測器由太陽能電池供電,其功率僅為650W,它不像美國火星車那樣搭載核電池,沒有陽光的照射它就無法發揮作用。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”著陸器基本參數

在有日照的月面不會有水,太陽風會蒸發它們。“月船2號”攜帶的20公斤重月球車設計行駛距離僅500米,功率僅50W的定向式太陽能電池註定它只能呆在有太陽照射的溫暖地面,去不了永久陰影區,更談不上尋找水冰了。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

20公斤重的月球車

值得一提的是,無論是“月船2號”著陸器還是月球車,它上面都沒有搭載可用於尋找水冰的傳感器。這些設備被安裝在它的軌道器上,包括:紅外成像光譜儀(IIRS)和雙頻合成孔徑雷達(DFSAR),也就是說,即便是著陸器在月球表面硬著陸,印度空間研究組織都可以憑藉其繞月飛行的軌道器探測極地水冰,這項工作其它國家都有做過。

總結:

“月船2號”在月球南極圈內著陸的主要目的並不是探測水冰,因為它的著陸器上並沒有搭載與之相關的探測設備,這些設備被安裝在軌道器上。

月球南極的自然狀況惡劣,有光照的地方沒有水,水冰都深藏在撞擊坑或古老火山口的永久陰影區裡,依賴太陽能發電的探測設備無法到達這些地方。

2010年10月,科學家們報告說,月球南極的一個叫做Cabeus的寒冷隕石坑擠滿了水冰,有些地方比地球撒哈拉沙漠更溼潤。這是一個非常有趣的現象,希望未來我們的探測器可以在這個地區有所發現。

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印度的探月行動

經過幾度拖延,印度的“月船2號”探測器終於成功發射,踏上飛向月球的漫長旅程。好在局座“因果律”沒有應驗,48天后“月船2號”不僅順利地找到了月球、入了軌、還“提前”進入了最後的下降軌道,現在就差臨門一腳了。開弓沒有回頭箭,9月7日(印度空間研究組織官網上寫的是9月7日)印度的第二個月球探測器就將帶著它20公斤重的小小月球車落在月球表面——無論是軟著陸還是硬著陸。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”的漫長旅程

據說印度此次的探月任務是在月球表面找水,因此印度的科學家們將著陸地點選在了月球的南極——南緯70.9度、東經22.7度,距離南極點約600公里遠的地方,那是在兩個被稱為“Manzinus C”和“Simpelius N”隕石坑之間的一個高地。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

印度人繪製的登月想象圖

為穩妥起見,負責測控任務的印度空間研究組織(ISRO)還選擇了一個備用降落區:位於南緯67.7度和西經18.4度的一個地方。

儘管選擇的著陸地點離月球南極點還有相當遠的距離,卻可能是人類探測器能到達的最靠近極地的區域,由此帶來的挑戰是顯而易見的。做到這一點不僅需要勇氣,還需要相當的成熟技術支持。

“月船2號”也許是第一個踏足月球南極的人類探測器,在此之前,“嫦娥4號”攜帶著“玉兔2號”月球車已經在月球背面的艾特肯盆地成功著陸,並且正在持續開展科學探測活動。“嫦娥4號”的著陸座標為月球背面東經177.6度、南緯45.5度。此次“月船2號”的預定著陸地點按照地球的標準將在“南極圈”以內,也更加接近月球南極點。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

與其它國家相比,“月船2號”的預定著陸點更靠近南極

為什麼要去月球南極?

首要原因當然是此前別的國家沒去過,它是第一個。印度有可能成為登陸月球南極的國家,這是足以自豪的事情。

第二個原因是印度公開的登月目標之一:“月船2號”要在月球南極找水

我們知道月球沒有全球磁場,也幾乎沒有大氣層。當陽光照射到月球表面,強烈的太陽風會將水分子分解成氫和氧,然後將它們吹散到太空中,惡劣的環境使月球表面完全乾燥,基本不可能存在水。下面就是水分子的光解過程:

H₂O + 2 photons (light) → 2 e⁻ + 2 H⁺ + O

但理論上月球上曾經有水的存在,因為幾十億年來它與地球一樣經歷過大量含水彗星、小行星和流星體的撞擊,地球上有水,月球上同樣應該有水;同時太陽風中大量質子(H⁺,它是氫的原子核)持續不斷地轟擊月面,它們有可能與月球表面氧化物中的氧離子相結合形成羥基(·OH),進而在月球的土壤下面生成水分子。

值得注意的是,一個水分子的形成需要存在兩個相鄰的羥基,或一個氧原子與兩個質子發生連續的級聯反應。如果每表面單位的質子密度太低,就可能構成限制因素並降低產生水分子的可能性。因此大多數科學家認為如果月球表面真的存在水,它有更大的可能是彗星貢獻的。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

太陽風的氫離子可能是月球上水的成因之一

1976年8月18日,前蘇聯Luna 24探測器降落在月球的Mare Crisium,並將從月球地表之下的土壤樣品帶回地球。1978年2月,蘇聯科學家通過對這些樣品的分析後認為這些樣品中含有水分子。其後越來越多的證據表明月球的地表之下存在水的痕跡,2018年8月,美國NASA證實在月球南北極表面存在水冰。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

藍色光譜線顯示月球兩極存在氫氧化物的光譜特徵

為什麼水冰會出現在月球的南北極?這是因為月球繞地球運行並隨著地球繞日運行的過程中,其南北極區域的火山口和隕石坑成為“永久陰影區”,這些區域數億年來不見陽光,低溫和低輻射使得水分子得以保留下來。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

月球南極和北極永久陰影區可能存在大量水冰

此前所有對月球南北極水冰的探測都是通過遙感衛星進行的,為什麼包括美國在內的幾個國家多次登月,卻沒有一次讓探測器降落到南極去找水呢?因為那裡環境對於探測器來說實在是太惡劣了。

永久陰影區是太陽照射不到的地方,十幾億年來這些地區的溫度從未超過-170°C。依賴太陽能電池供電的探月設備得不到能源補充,並且它們搭載的電子設備也無法承受長時間超低溫的考驗。

“月船2號”能找到水嗎?

這很困難。根據印度空間研究組織提供的著陸區域座標,我找到了它在月球南極區域的計劃著陸地點:

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

紅色箭頭所指區域為“月船2號”預定著陸地點

從“月船2號”的預定著陸地點我們不難看出,這裡是南緯71度線附近一個相對平坦的高地,位於兩個撞擊坑之間。儘管這裡是南極,但距離永久陰影區達數百公里。即便“月船2號”平安降落在陰影區裡,也意味著它的夭折。這個探測器由太陽能電池供電,其功率僅為650W,它不像美國火星車那樣搭載核電池,沒有陽光的照射它就無法發揮作用。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

“月船2號”著陸器基本參數

在有日照的月面不會有水,太陽風會蒸發它們。“月船2號”攜帶的20公斤重月球車設計行駛距離僅500米,功率僅50W的定向式太陽能電池註定它只能呆在有太陽照射的溫暖地面,去不了永久陰影區,更談不上尋找水冰了。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

20公斤重的月球車

值得一提的是,無論是“月船2號”著陸器還是月球車,它上面都沒有搭載可用於尋找水冰的傳感器。這些設備被安裝在它的軌道器上,包括:紅外成像光譜儀(IIRS)和雙頻合成孔徑雷達(DFSAR),也就是說,即便是著陸器在月球表面硬著陸,印度空間研究組織都可以憑藉其繞月飛行的軌道器探測極地水冰,這項工作其它國家都有做過。

總結:

“月船2號”在月球南極圈內著陸的主要目的並不是探測水冰,因為它的著陸器上並沒有搭載與之相關的探測設備,這些設備被安裝在軌道器上。

月球南極的自然狀況惡劣,有光照的地方沒有水,水冰都深藏在撞擊坑或古老火山口的永久陰影區裡,依賴太陽能發電的探測設備無法到達這些地方。

2010年10月,科學家們報告說,月球南極的一個叫做Cabeus的寒冷隕石坑擠滿了水冰,有些地方比地球撒哈拉沙漠更溼潤。這是一個非常有趣的現象,希望未來我們的探測器可以在這個地區有所發現。

印度“月船2號”探測器登月找水的可行性分析

NASA圖片顯示Cabeus隕石坑深處存在羥基物質

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