馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究表明，中型月球著陸器的尾氣會(huì)迅速在月球周圍擴(kuò)散，并有可能污染月球兩極的重要科學(xué)冰塊。

對(duì)2650磅(1,200千克)著陸器(大約是阿波羅登月艙干質(zhì)量的四分之一)著陸時(shí)觸及月球南極附近的水進(jìn)行的計(jì)算機(jī)模擬顯示，廢氣僅需幾個(gè)小時(shí)即可散布在整個(gè)月球上月亮。兩個(gè)月后，有30%至40%的蒸氣持續(xù)留在月球大氣和地表，幾個(gè)月后，大約20%的蒸氣最終會(huì)在兩極附近凍結(jié)。

這些結(jié)果于8月11日在線發(fā)表在《地球物理研究雜志：行星》上，表明研究人員對(duì)研究月球極地隕石坑(可能追溯到數(shù)十億年的冰)中的原生冰的興趣在增加地球的過(guò)程中需要仔細(xì)考慮。努力使人類重返月球。

處理月球上的航天器廢氣并不是一個(gè)新問(wèn)題。在60年代和70年代NASA的阿波羅飛行任務(wù)中，研究人員贊賞這一問(wèn)題，當(dāng)時(shí)他們開發(fā)了早期模型來(lái)預(yù)測(cè)尾氣在月球大氣中的擴(kuò)散和表面污染。

APL的研究人員，這項(xiàng)研究的主要作者帕瓦西·普雷姆(Parvathy Prem)說(shuō)：“在阿波羅飛行任務(wù)期間，排氣并沒(méi)有像現(xiàn)在那樣使測(cè)量復(fù)雜化。”

在阿波羅時(shí)代，人們最感興趣的是收集月球樣品。盡管今天仍然如此，但最近在月球兩極附近永久陰影的隕石坑中保存的冰的發(fā)現(xiàn)已將科學(xué)興趣轉(zhuǎn)移到了解月球表面和稀薄大氣中水和其他揮發(fā)性分子的起源和擴(kuò)散。

普雷姆說(shuō)：“這些是我們能在內(nèi)部太陽(yáng)系中找到水源痕跡的僅有的一些地方。” 閱讀該記錄需要測(cè)量這些冰的成分以及各種同位素，以推斷出它們可能來(lái)自何處以及如何到達(dá)那里。即使著陸器降落在數(shù)百英里之外，來(lái)自機(jī)器人或人類探索的積聚在這些冰層上的凍結(jié)廢氣也可能會(huì)使這些測(cè)量結(jié)果混淆。

APL的行星科學(xué)家，這項(xiàng)研究的合著者Dana Hurley說(shuō)：“有關(guān)Parvathy的工作的有趣之處在于，它很好地表明了這種影響，盡管是短暫而短暫的，但具有全球性。”

太空組織可以預(yù)期，揮發(fā)性氣體會(huì)在距著陸點(diǎn) 60英里(100公里)以上的月球表面上大量覆蓋。

殘留物的排放物最終會(huì)消失，但赫爾利指出，目前的人類登月探測(cè)計(jì)劃意味著它會(huì)更頻繁地發(fā)生，并且著陸器更重。

Prem警告該模型并非萬(wàn)無(wú)一失。其最明顯的局限性在于它假設(shè)水的相互作用和“粘著”到月球表面的程度，這仍然是不確定的，但對(duì)于了解水在月球周圍的運(yùn)輸有多么容易引起極大的興趣。該模型還僅跟蹤水蒸氣，該水蒸氣約占大多數(shù)著陸器排氣成分的三分之一。其他排氣分子(例如氫，氨和一氧化碳)的行為可能有所不同，甚至可能持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。

普雷姆說(shuō)，后續(xù)工作應(yīng)該包括測(cè)量在未來(lái)著陸期間和之后登陸月球周圍的廢氣量，這將有助于縮小對(duì)這些廢氣“粘附”到地面的答案的范圍。“但是我還建議，對(duì)廢氣的命運(yùn)進(jìn)行建模和監(jiān)控應(yīng)該成為月球任務(wù)開發(fā)和計(jì)劃的日常工作。”

Prem解釋說(shuō)，關(guān)于減少?gòu)U氣的討論才剛剛開始。

在一月份，NASA完成16種科技示范有效載荷，它已選擇通過(guò)Artemis的程序傳送到月球，包括表面外逸層的改變由蘭德斯(SEAL)，一個(gè)工具，將調(diào)查月球的化學(xué)反應(yīng)表面時(shí)著陸以及可能已經(jīng)注入的任何污染物。

普雷姆說(shuō)：“無(wú)論我們是否打算，我們都將進(jìn)行這種攜帶廢氣的實(shí)驗(yàn)。” 現(xiàn)在要決定我們?nèi)绾翁幚硭鼈儭?/p>