月球背面发现埋在地下的巨大未知物：这团
【菜科解读】
这张影像是根据美国航天总署（NASA）月球勘测轨道飞行器（Lunar Reconnaissance Orbiter，LRO）的数据所绘制，显示出月球背面坑坑疤疤的样子。
蓝色阴影处的南极－艾托肯盆地（South Pole-Aitken basin）是太阳系中已知最古老也最大的撞击盆地，宽度约2500公里。
PHOTOGRAPH BY NASA/GODDARD
这张伪色影像是月球背面的地形图，较暖的色调显示海拔较高的区域，而较冷的色调则显示海拔较低的区域。
虚线圆圈表示南极－艾托肯盆地下方的质量异常区域。
IMAGE BY NASA/GODDARD SPACE FLIGHT CENTER/UNIVERSITY OF ARIZONA
据美国国家地理（撰文：MAYA WEI-HAAS 编译：邱彦纶）：在月球背面发现神秘的巨大质量异常区，这项巨大的发现有望帮助科学家更了解，包括地球在内的岩质天体究竟是如何形成。
研究人员在月球背面发现埋在地下的巨大未知物：这团神秘的物质可能是金属，差不多是夏威夷大岛的五倍大。
近日发表在《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上的研究指出，这个特殊的结构位于南极－艾托肯盆地下方至少290公里处。
南极－艾托肯盆地起源于数十亿年前的巨大陨石撞击，当时的月球表面已从最初的熔融状态，冷却到足以让撞击留下持久的印记。
研究团队结合了根据美国航天总署（NASA）重力回溯及内部结构实验室（Gravity Recovery and Interior Laboratory，以下简称GRAIL）的数据和月球勘测轨道飞行器的月表地形数据，发现了异常质量。
这些数据让科学家能够比过去更准确地计算陨石坑的地壳厚度和地函密度，因此揭露了在月球地表下的这个奇特的巨大质量。
这篇研究论文的共同作者──贝勒大学（Baylor University）的彼得． 詹姆斯（Peter James）指出，巨大质量或许与陨石坑的形成有关，可能是古老陨石金属核心留下的残余物质。
虽然从月表无法明显地看到地底下异常巨大的质量，但它确实产生了相当大的影响，让这里的月表变成了较周围陨石坑底还要低800公尺左右的特殊卵形凹陷──科学家将这种地形特征称为中央凹陷。
「这个发现相当重要，」NASA戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）的月球地质学家丹尼尔． 莫里亚蒂（Daniel Moriarty）表示：「这真的让我们得以一窥月球内部发生的事情。
」
先前，科学家就一直对南极－艾托肯陨石坑的表面成分和大小非常感兴趣。
「这是我们在太阳系里所知的尚存陨石坑中最大的一个。
」詹姆斯表示。
这次发现的异常质量让科学家更为好奇，特别是因为南极－艾托肯陨石坑和附近的月球南极，都是未来许多月球任务可能调查的潜在目标。
科学家已经开始研究地底下的巨大质量。
他们的努力或许可以揭开形成这个陨石坑的巨大撞击背后的故事，并填补我们对月球和其他天体如何随时间变化的重要未知细节。
「我的工作是为陨石撞击建模，这项发现实在让人兴奋，」并未参与这项研究、布朗大学（Brown University）的布兰登． 约翰逊（Brandon Johnson）表示：「我迫不及待地想开始研究这个问题。
」
巨大的发现
GRAIL在2011年发射了名为退潮号（Ebb）和涨潮号（Flow）的两艘宇宙飞船，绕月飞行近一年，并且在任务期间精确地描绘了月球重力场的变化。
该研究团队利用这些数据，建构了目前最高分辨率的月球重力场图。
月球的组成成分为何？ 它又是如何形成的呢？ 让我们跟着影片，一起来了解月球的猛烈起源、月相变化如何形塑最早的历法，以及人类如何在半个世纪前，首度探索地球唯一的天然卫星。
利用这些数据，我们就能大概了解月球地表和地下的情况。
在质量愈大的地方（像是地形愈高或岩石密度愈大），重力就会愈强。
从GRAIL所绘制的重力场图，可以看到南极－艾托肯盆地与月表多数大型陨石坑间有着明显的差异。
其他大型陨石坑也有所谓的质量聚集区（mass concentrations，简称为mascons）。
1968年，NASA喷射推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的科学家在重力场图中发现像靶心一样的结构──中心的圆形区域是个强重力区，周围环绕着重力较弱的环形，再往外是另一个重力更强的环形。
这种现象是由于月球在受到陨石撞击后，密度较低的地壳和密度较高的地函发生重新排列的结果。
#p#分页标题#e#但南极－艾托肯盆地并没有像这样的靶心结构。
为了弄清楚这里下面发生了什么事，科学家改以计算的方式，依据对撞击力量提出的新假设创建了模型，更准确地反映出自然系统。
结果显示在月球的上部地函内，有着大范围的高密度物质聚集区域。
核心的残骸？
研究团队提出两种解释地下巨大质量的可能性。
第一种可能性，是早期月球还被古老的岩浆海洋覆盖时，在冷却的最后阶段所形成致密氧化物的残余物。
但研究人员仍无法提出可以精确解释在这块盆地下方形成这样高密度区域的机制。
詹姆斯问道：「在月球所有的地方中，为什么这里会出现这个巨大质量呢？ 」。
另一种可能，则是该研究团队认为，这团巨大的质量可能来自古老的陨石冲击。
撞击月球让这里形成巨型盆地的那块太空岩石，可能大到在形成之初就足以分成不同岩层。
因此这颗岩石就像今日的众多行星一样，拥有高密度的金属核心和岩质外层。
在撞击的命运之日，冲击的能量在月球表面形成深深的碗状陨坑，陨石的金属核心撞进坑洞内部。
但原本的陨坑并没有留下来，熔岩重新填满了坑洞的部分区域，而陨坑内仍残留古老陨石核心的熔融痕迹。
詹姆斯表示：「我敢打赌就是这样。
」
「这个解释很能说服我，那里真的有些什么。
」约翰逊也同意这个解释，认为异常质量的确有可能是陨石核心所留下的残骸。
「我在阅读这篇论文的时候，一直在想我们接下来可以采取哪些不同的方式，了解究竟是什么造成他们在地底下发现的异常质量。
」
愈来愈好奇
这篇最新研究不但发现了神秘的异常质量，还回头检视了撞击盆地内缘的边界。
他们的结果指出，先前的科学家低估了陨石坑的大小。
由于NASA和其他机构的任务正准备前往这个撞击盆地和附近的月球南极，因此这个发现可能相当重要。
在这之前，最后一次研究撞击盆地内缘边界的科学家所使用的数据是来自克莱门汀号（Clementine）任务的结果，但该探测器并未探测到靠近盆地南边的一些区域。
而最新的研究则是使用了月球勘测轨道飞行器和GRAIL的数据，数据更为完整。
结果显示，这个陨石坑比过去认为的还大了64公里左右。
整体来说，这项研究让我们对南极－艾托肯盆地更好奇了。
「这实在是太神秘了。
」西安大略大学（Western University）行星科学与探索中心（Center for Planetary Science and Exploration）的莎拉． 玛斯鲁尔（Sara Mazrouei）说。
她并未参与此项研究工作。
如果科学家能对这种结构有更深的认识，或许就能更了解太阳系天体形成的奥秘。
「在我们的太阳系中，每颗行星都是由更小的天体互相撞击，最终才形成更大的天体。
」莫里亚蒂表示。
在地球上，永不停歇的板块运动会持续改变地球过去的地貌，或是让早期撞击所留下的痕迹消失。
但月球的地貌仍维持着数十亿年前的样子，留下了在太阳系婴儿时期发生的令人难以置信的纪录──包括形成这个太阳系已知最大撞击盆地之一的戏剧性事件。
（延伸阅读：地质学家也震惊，月球地质可能依然活跃！ ）
「我们对于它是如何形成的确切过程，有太多不了解，」莫里亚蒂在谈到南极－艾托肯盆地时说：「这是目前研究中一个很大、很大、很大的领域。
」
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。
。
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。
