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“嫦娥”任务立大功!穿透雷达揭示了月球的层次

科学探索万象经验2023-08-31

根据目前最广泛接受的理论,大约45亿年前,有一个火星大小的天体撞击了地球,把地球表面的一部分物质撕裂出去,形成了一个巨大的碎片云。这些碎片在地球周围旋转并逐渐凝聚成了月球。

当然,这个过程并不是一帆风顺的,月球在形成过程中也遭受了很多次小型或大型的撞击事件,导致月球表面出现了很多坑洼和裂缝。其中最大的一次撞击事件发生在大约40亿年前,一个直径约2500公里的天体撞击了月球背面,形成了一个巨大的盆地,我们称之为南极-艾特肯盆地(SPA盆地)。这个盆地是整个太阳系中最大、最深、最古老的撞击盆地之一,它覆盖了月球背面近四分之一的面积。

那么,这个盆地里有什么呢?我们可以想象,在这样一个巨大的撞击事件之后,月球内部的岩浆会通过裂缝涌出到表面,形成一层层的熔岩流。这些熔岩流会随着时间而冷却、凝固、变形,并且被后来更小的撞击事件所覆盖或破坏。因此,如果我们能够探测到这些熔岩流的分布和厚度,我们就可以了解到月球内部的结构和演化历史。

但是,要做到这一点并不容易,因为月球表面有很厚的一层尘埃和碎石,称为表生层或表壳层。这层物质会遮挡住我们对月球内部的视线,使得我们无法用普通的光学或红外手段来观察月球内部。那么,我们该怎么办呢?答案是使用雷达波。

雷达波是一种电磁波,它可以穿透表生层,并且在不同介质之间发生反射。如果我们能够发送和接收雷达波,并且记录下它们在不同深度处反射回来的强度和时间,我们就可以得到一个类似于X光片或超声波图像的东西,显示出月球内部不同层次的结构。这就是嫦娥四号探测器上搭载的月球穿透雷达(LPR)所做的事情。

嫦娥四号在月球背面的SPA盆地内的冯·卡门撞击坑着陆。这个撞击坑的直径约为186公里,它的地表被一层厚约12米的表生层覆盖。嫦娥四号探测器上有一个小型的月球车,叫做玉兔二号,它可以在月球表面行驶并进行各种科学实验。