嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车分别于1月20日21时10分和14时06分完成第26月昼工作 , 按地面指令完成设置 , 进入月夜休眠 。 截至目前 , 嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车已在月面工作749个地球日 , 累计行驶里程628.47米 。
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月球车巡视路径图
科研团队根据嫦娥四号任务获取的第一手数据 , 持续取得科学成果 。 中国科学院紫金山天文台吴昀昭研究员团队另辟蹊径 , 将可见光近红外光谱仪(VNIS)用于热辐射特性研究 , 获得了月球在微尺度上的热辐射特性 , 并对光谱进行了热校正 , 相关成果发表在Geophysical Research Letters 。
吴昀昭研究员首次在嫦娥三号光谱数据发现有热辐射存在(Wu and Hapke, 2018) 。 嫦娥四号第一月昼光谱数据证实了该发现 , 第十月昼定点测量给出了更多的观测支持 。 图1可见 , 2μm后光谱抬升随着太阳升高而逐渐加强 , 随着太阳下沉而逐渐降低 。 该发现一方面有助于正确解译光谱数据 , 另一方面拓展了光谱仪应用 , 不仅可用于研究矿物 , 还可用于研究月球的热辐射 。 该研究表明即便在2 μm且中纬度地区的矿物反演研究也需要进行热校正 。
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图1:第一月昼(a)、第二月昼(b)与第十月昼(c和d)光谱
即便纯热辐射区 , 温度与发射率的求解也是欠定方程 , 而中红外既存在反射又存在热发射 , 温度求解更为复杂 。 研究发现 , 除了物质成分外 , 热辐射特性受微尺度粗糙度显著影响(图2) 。 除了相角 , 观测与入射相对方位角的影响非常明显(图3) 。 获得了嫦娥四号月壤微尺度地形双向粗糙度斜率为22° - 24° 。
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图2:反演与模拟的月表温度 。 左右两列分别是未使用与使用粗糙度模型
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图3:模拟和观测的温差(×与o分别表示未使用与使用粗糙度模型)与相对方位角的关系
过去对月表温度特性的研究主要是宏观卫星遥感数据 , 波长上是热红外波段 。 本研究首次开展了微观尺度和短波方面的月壤热辐射特性研究 , 对于中红外研究具有重要意义 。 本次研究所用谱段存在太阳反射与月球自身热辐射叠加 , 光谱解析及应用存在较大困难 , 是研究相对较少的光谱区 。 而中红外谱段非常有用 , 水、OH、有机质、矿物在中红外有判断性光谱特征 , 是探测地外生命物质的关键谱段 。
科学成果来自:中国科学院紫金山天文台吴昀昭研究员团队
【热辐射|嫦娥四号进入第26月夜,研究成果揭示月球微尺度热辐射特性】
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