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科技日報記者 唐芳
月壤是冷是熱？導(dǎo)熱性好嗎？我國航天人把溫度計(jì)“貼”在月球表面進(jìn)行了實(shí)地測量。
記者7日獲悉，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(jié)果，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）行星科學(xué)研究所、澳門科技大學(xué)和中國空間技術(shù)研究院的研究人員發(fā)現(xiàn)，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、我國嫦娥四號月球探測任務(wù)核心科學(xué)家團(tuán)隊(duì)成員、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）副教授黃俊告訴科技日報記者，這是人類首次利用就位探測數(shù)據(jù)揭示月球背面月壤的熱物理性質(zhì)，對于認(rèn)識月球地質(zhì)歷史和探月航天器設(shè)計(jì)具有重要意義。相關(guān)成果近日發(fā)表于國際學(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(zhǔn)確分析月壤的熱導(dǎo)率十分關(guān)鍵。”黃俊解釋，熱導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)熱量的能力，月壤的熱導(dǎo)率與固體顆粒的堆積方式和大小有關(guān)，自阿波羅計(jì)劃實(shí)施以來就引起人們的廣泛關(guān)注。
記者了解到，嫦娥四號著陸器兩根導(dǎo)軌的底端，安裝了4個與月壤直接接觸的溫度計(jì)，每900秒測量一次月壤的溫度。該研究采用了嫦娥四號著陸后第三個月的月壤溫度數(shù)據(jù)。
測量結(jié)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，正午附近時溫度達(dá)到最大值20多℃，正午之后溫度開始下降，傍晚附近溫度急劇下降至約-170℃，夜間溫度緩慢下降。
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輻射和周圍環(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(shù)值模擬研究表明，嫦娥四號著陸點(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(xì)的五分之一；月表和月壤內(nèi)1米深處的月壤熱導(dǎo)率分別為1.53×10-3W/(m·K)和8.48×10-3W/(m·K)，“月壤導(dǎo)熱的能力僅是空氣的十分之一，水的百分之一，鐵的萬分之一。”肖瀟表示。
“這說明在月球表面的真空條件下，月壤的熱導(dǎo)率極低，是非常好的隔熱層。未來在月球極區(qū)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，并避免白天溫度過高和夜間過度冷卻。”黃俊說。
