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图为月尘带电测量仪研制现场 。 （资料图）航天510所供图
中新网兰州12月3日电 (采访人员 魏建军)嫦娥五号探测器于12月1日23时许成功着陆月面后 ， 正按计划进行表取采样 。 这一次 ， 嫦娥“五妹儿”还将带上中国航天科技集团有限公司五院510所(以下简称“航天510所”)研制的月尘带电测量仪奔向月球 ， 将揭开月尘飞扬的秘密 。
本次“嫦娥五号”共搭载了由该所研制的27台/套产品 ， 作为“探月家族成员”核心系统装置 ， 月尘带电测量仪被安装在嫦娥五号着陆器的顶部 ， 对月球白天扬起的带电月尘进行测量 。 这将是自美国阿波罗计划以来 ， 人类第一次对月球表面的带电尘埃进行直接测量 。
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图为月尘带电测量仪 。 航天510所供图
上世纪六七十年代 ， 人类踏足月球发现 ， 月球地平线上“漂浮”着一层“薄雾” ， 在阳光的照射下 ， 发出白色的“辉光” 。 关于“地平线辉光” ， 科学家们普遍认为 ， 是月球表面极细的粉尘颗粒(月尘)在某些作用下 ， 扬起和漂浮到空中后散射太阳光形成的 。
航天510所披露 ， 月尘来源于月壤中粒径小于20μm的颗粒 ， 大部分属于PM2.5 。 这些月尘月表环境中易发生迁移运动 ， 主要的因素有有流星体溅射、人类活动、静电悬浮等 。
一些科学家认为自然环境下 ， 月尘悬浮迁移的主要原因是月尘带电和近月表静电场的存在——在太阳光照射、太阳风和宇宙线等复杂的作用下 ， 带上了电荷 ， 并在电场的作用下四散飞扬 。 然而 ， 这些作用具体是怎样发挥作用的 ， 一直众说纷纭 ， 吸引着人类不懈的探索 。
据介绍 ， 月尘带电测量仪由两套相同的测量探头组成 ， 每套探头又分别由一组阻滞栅网(阻滞势分析仪)和一台微质量天平(粘性石英晶体微量天平)组成 。 阻滞栅网像扇门 ， 在一定时候 ， 只有满一定条件的“月尘”才可以通过 。 这个条件就和月尘的带电量有关(荷质比) 。
阻滞栅网由两片带孔的金属片组成 ， 上下片可以分别设置不同的电压 ， 这样它们之间就可以产生均匀的电场 。 一旦带电颗粒进入栅网内部 ， 它就能受到电场力作用 ， 如果电场力与重力方向相反 ， 颗粒就可能被排斥出去 ， 因而不能穿过栅网 。
栅网的下方是一个由粘性薄膜和石英晶片组成的微质量天平 ， 它相当于月尘颗粒的“体重秤” 。 它利用石英晶体的“逆压电效应”进行测量 。 当晶体电极表面附着一定质量后 ， 其振动频率会发生改变 ， 通过测量频率的改变量就可以知道表面的质量了 。
【进行|嫦娥“五妹儿”：人类首次对带电月尘进行直接测量】航天510所称 ， 这是目前最灵敏的“秤” ， 甚至可以测到纳克级的质量 。 当通过栅网的月尘颗粒被粘性膜“粘住”后 ， 这些颗粒的质量就被称量出来了 。 于是 ， 通过设置不同的“门槛” ， 不同带电量的月尘就被测量出来了 。 (完)
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