月球南极沙克莱顿陨石坑壁有5%~10%水冰物质
科学家们
【菜科解读】
研究显示月球南极沙克莱顿陨石坑坑壁物质中最多有5%~10%是由水冰(由水或融水在低温下固结的冰)组成的。
科学家们使用美国宇航局月球勘测轨道器(LRO)上搭载的微型射频雷达设备(Mini-RF)对这一靠近月球南极且位于永久阴影区中的陨石坑壁物质中水冰最大含量进行了估算。
根据一个由美国波士顿大学遥感探测中心的布莱德利·汤姆森(Bradley Thomson)率领的科研小组的计算，这里的物质中水冰成分可以占到质量百分数的5%~10%。
月球勘测轨道器项目科学家，美国宇航局戈达德空间飞行中心科学家约翰·凯勒(John Keller)表示：“这些来自微型射频雷达设备小组的探测结果为了解月球上水体的演化历史做出了贡献。
”他说：“月球勘测轨道器上的一些设备在这一过程中做出了独特的贡献，但是只有雷达可以穿透地面，找到隐藏的水冰迹象。
”
沙克莱顿陨石坑是未来月球探测的一个重点地区，而此次则是首次对这一地区进行轨道雷达测量。
观测结果显示这里存在一个加强的雷达极化信号，这一信号符合一个表面粗糙，并且含有少量水冰的成分特点。
汤姆森和他的同事们已经在近期出版的《地球物理研究通报》上报告了他们的此项发现。
微型射频雷达设备设备首席科学家，约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的本·布塞(Ben Bussey)表示：“这个陨石坑的内壁处于永久阴影区，因此这里是一个‘冷库’，这种环境足以允许水冰在其中逐渐积聚。
”他说：“雷达数据符合一种含有少量水冰，大部分内壁月壤物质呈现干燥的情形。
”
这一发现支持了一种长期以来便有的理论，那就是在月球两极的永久阴影区可能允许存在水冰的积聚。
来自近期探测器观测的大量线索早已改变了月球长期以来留给人们的干燥荒芜的印象。
借助多台在空间运行的近红外光谱仪在月球上已经探测到薄薄的附着水膜以及氢氧根的存在。
除此之外，在轨中子测量也发现在月球极地地区存在近地表氢原子丰度的增高，如果这些氢原子全部来自水冰，那么根据计算，这些氢原子所代表的水量大约将等同于该地区土壤物质按质量计算的1.5%。
此次沙克莱顿陨石坑的考察结果同样也和先前月球陨坑观测和遥感卫星(LCROSS)得到的观测结果相一致，该探测器受控撞向月球南极地区附近另一个位于永久阴影区域的陨石坑，对撞击溅起的尘埃云进行的观测发现了水的信号。
2009年，一台搭载在印度“月船-1号”上的雷达设备也在靠近月球北极的陨石坑内部探测到水冰沉积的痕迹。
而使用月球勘测轨道器(LRO)上搭载的激光高度计以及远紫外探测仪获取的数据同样支持存在少量水冰的观点。
汤姆森表示：“在这些陨石坑中我们没有看到类似地球上那样的冰原。
这样的冰原会有非常明显的雷达信号，但是此次接收到的反射信号要比这微弱的多，这符合粗糙地形和少量水冰的特点。
”
本次对于月球沙克莱顿陨石坑的雷达观测是在2009年12月至2010年6月之间分三次进行的。
雷达观测可以突破永久阴影区的限制并揭示出这里隐藏着的水或水冰，这些物质的雷达信号和其它周围的物质有所不同。
另外，雷达探测还可以穿透1~2米的地面，探查近地表下方埋藏的水冰。
此次对沙克莱顿陨石坑的雷达观测为这里的地表松散月壤下方近地表1米范围内的水冰含量设定了上限，大致约为质量百分数5%~10%之间。
布塞表示：“我们将继续跟踪这项观测结果。
Mini-RF设备目前正在利用从地面波多黎各的阿雷西博射电望远镜发射的信号持续获取最新的月球双基雷达图像。
这些图像将帮助我们区分月面粗糙度和水冰，，以便在未来更好的确定水冰存在的位置。
”
微型射频设备(Mini-RF)由美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室负责运行，它是美国宇航局月球勘测轨道器(LRO)搭载的7台仪器之一。
美国宇航局戈达德空间飞行中心研制并负责月球勘测轨道器的运行控制。
一种降低在月球上丢失太阳能漫游车风险的新方法
大多数用于太阳能供电的长距离导线规划算法没有主动考虑可能的导航延迟。
在这里，虚白色路径显示了一个计划，该计划将PSR内的漫游车尽快引向阳光，但它对可能的延迟没有弹性，这种延迟将导致漫游车落后于计划，并错过关键的太阳能充电事件。
另一方面，主动考虑延迟 蓝线的规划策略将使漫游车走上潜在的更长但更安全的轨迹。
鸣谢:uux.cn/背景图像和蝰蛇漫游者渲染:美国宇航局和亚利桑那州立大学。
据美国物理学家组织网（英格丽德·法德利）：美国宇航局和世界各地的其他太空机构定期向太空发送机器人和自动飞行器，以探索太阳系中的行星和其他天体。
这些任务可以大大提高我们对太阳系其他地方的环境和资源的了解。
多伦多大学航空航天研究所和美国宇航局喷气推进实验室 JPL的研究人员最近进行了一项研究，探索可以提高使用太阳能漫游车进行月球探索的有效性和成功率的回收策略。
他们的论文预先发表在arXiv上，介绍了一种新的方法，可以帮助太阳能漫游车安全地离开月球上永久的阴影区域。
领导这项研究的研究员Opvier Lamarre告诉Phys.org:近年来，几个国家已经表示对探索月球南极感兴趣，包括美国、中国、印度、俄国和其他国家。
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他们中的大多数人计划使用太阳能漫游车来探索经常处于阴影中的区域 称为永久阴影区，或PSRs，我们怀疑这些区域可能包含大量的水冰。
可以想象，用太阳能漫游车进入PSR是一项冒险的尝试！如果漫游车因故障而延迟，它可能无法在能量耗尽前回到阳光中。
太阳能漫游车在能效方面有许多优势，但它们受到依赖太阳光运行的限制。
由于月球上的一些区域永久处于阴影中，漫游者对阳光的依赖可能会阻止他们安全地探索然后离开这些区域，导致他们在执行任务时耗尽能量。
拉马尔和他的同事最近工作的一个关键目标是量化失去太阳能漫游车的概率，因为他们正在探索月球上的这些阴影区域。
此外，该小组希望设计一种方法，帮助最大限度地提高太阳能漫游车安全完成任务的概率。
首先，我们需要定义太阳能漫游车在月球南极‘安全’意味着什么，拉马尔解释道。
为了做到这一点，我们关注漫游车在什么地方、什么时间离开PSR，以及它的电池还剩多少能量。
这表明了漫游车在下一段任务之前是否可以在原地冬眠 因此，在那之前保持安全。
然后，我们计算一种在线遍历规划方法，漫游车可以从任何起始状态 包括PSRs内部开始遵循该方法，以最大化其生存概率。
拉马尔及其同事概述的规划方法被称为恢复政策，因为它本质上是一种后备策略，允许漫游车最大限度地增加到达安全的机会 即阳光将到达的区域，为其电池充电。
在他们的论文中，研究人员表明，在这种情况下计算这种复苏政策可能具有挑战性，因为它需要几个近似值，如果非常不正确，可能会影响整体预测的可靠性。
例如，时间是我们状态空间的连续维度，需要离散化，拉马尔说。
我们需要确保这种近似/离散化不会危险地扭曲对故障概率的预测。
在月球南极，太阳光照是高度动态的；附近的山脉和环形山可能会在地表投下巨大的阴影。
如果与 近似政策假设相比，漫游者稍微落后于计划，它可能会错过关键的太阳能充电期。
如果比政策设想的提前一点，也是如此。
由于这些时间近似值极大地影响了太阳能漫游车回收政策的可靠性，拉马尔和他的同事们保持了高度保守。
这最终将失败的风险降至最低，同时增加了该策略在现实任务中保持安全的可能性。
我们认为这种方法在许多方面都是有用的，拉马尔说。
首先，它代表着向远程自主移动规划算法迈出了一步，该算法主动考虑 或‘推理’太阳能漫游车的风险。
此外，我们的技术可以成为人类操作员在月球南极制定新的月球车任务的有用工具 它可以用于着陆点选择、全球遍历规划和风险预测等，甚至可以通过地面回路操作支持正在进行的任务。
在未来，这个研究小组引入的回收政策可以应用于月球上的真实世界探索任务，以降低在阴影区域丢失太阳能漫游车的风险。
由于最近的研究是与美国宇航局的JPL合作进行的，这种方法很快就可以在各种现实的月球场景中进行测试。
到目前为止，我们使用Cabeus环形山的轨道数据测试了我们的方法，但我们希望使用美国宇航局定制的太阳照明地图，并将我们的技术应用于月球南极的许多其他区域，这些区域有一天将被机器人或载人任务访问，如Shackleton，Faustini，Nobile，Haworth和Shoemaker环形山，Lamarre补充道。
此外，我们目前正在研究新一代风险预测远程导航算法，用于利用太阳能漫游车探索月球南极。
月球，太阳系中第五大行星地球卫星
例如在我们民间最有名是嫦娥奔月，这个神话故事一直流芳百世。
许多科学家一直在探索其中奥秘，，最终在1969年时候宇航员终于登上了月亮，开启了对外空世界新的探索篇章。
月球简介图片中就是我们地球的卫星，这是太阳系中第五大行星。
月球直径是地球的四分之一，质量是地球的八十一分之一，距离地球有38万千米，其质量在太阳系中最大，对于月球形成，一些科学家推测可能是在45亿年前。
在月球表面有阴暗和明亮区域，亮区是高地，称为月陆;暗区是平原，称为月海。
月球的表面被巨大的玄武岩层所覆盖，除了玄武岩构造，月球的阴暗区，还存在其他火山特征。
大部分月球火山的年龄在30-40亿年之间;典型的阴暗区平原，年龄为35亿年;最年轻的月球火山也有1亿年的历史。
月食现象是指当月球行至地球的阴影后时，太阳光被地球遮住。
月食现象可分为月偏食、月全食两种，当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时，就会出现月全食。
人类登月在1969年7月时候，美国阿波罗载着三位宇航员成功登上了月球，这是人类历史上首次出现。
直到今天，月球上一共插上了6面美国国旗。
据有关报道，在美国登陆月球之后看到了外星人的采矿器和一些外星飞船。
在2013年中国嫦娥三号机器人首次登陆了月球，圆了国人多年的探月梦。
接下来重点就是嫦娥四号选择是难度极大的月球背面登陆，希望中国嫦娥四号能成功发射，能成功着陆月球背面，成功向地球人类送回珍贵的月球数据。
