中國繪出首幅“微波月亮” 氦3量近百萬噸(圖)

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月球塵土中含有豐富的氦3

　　中國繪出全球首幅“微波月亮”

　　土壤層平均厚五六米 氦3資源量近百萬噸

　　尋找核能發電的原料——氦3，是人類探月的一項重要目標。但月球上究竟有多少氦3至今眾説紛紜。根據“阿波羅號”帶回的樣品，美國科學家分析認為，月球上氦3資源量在100萬噸至500萬噸之間，評估跨度很大，究竟是靠近100萬噸還是500萬噸？

　　近日，中國繞月探測工程副總設計師、中國工程院院士姜景山在2009探月與地學科學研討會上透露，根據搭載在“嫦娥一號”衛星上的微波探測儀傳回的數據，我國科學家已成功繪製出全球第一幅“微波月亮”圖，並利用實際探測數據反演出月球土壤層的平均厚度為5—6米，而氦3資源量更靠近100萬噸，而非500萬噸。

　　有助了解宇宙起源問題

　　氦3是一種高效安全的核聚變發電燃料，10噸氦3就能滿足我國1年的能源需求。但氦3在地球上的蘊藏量很少，目前人類已知的容易取用的氦3僅有0.5噸左右。而月球地殼淺層內蘊含的上百萬噸氦3足夠地球人使用上萬年。

　　在“嫦娥一號”衛星微波探測儀繞月之前，國際上還沒有從月球軌道對全月球進行微波探測的活動。一些諸如月壤厚度、氦3資源量分佈的研究多是依靠美國“阿波羅號”和蘇聯“月球號”探測器在落月點取樣的實測數據為依據，加上其他手段分析延伸而來，因此結果存在相當大的不確定性甚至是偏差。而姜景山提出的這一探測計劃從月球軌道上利用微波探測儀實際測量了全月的土壤厚度分佈，在國際上首次獲取了全月微波亮溫分佈數據，創建了“微波月亮”。

　　月球的微波亮溫數據是反映月表溫度、成分等因素的綜合指標，反映了月球表面的物理特性、內部過程和月球外部各種因素對月球的影響。姜景山説，月球沒有大氣層，是一顆完全暴露在太空中的天體，幾十億年以來，其自身內部能量、結構發生了重要變化，其地質時鐘幾乎停留在幾十億年前；而宇宙線、太陽風等外部影響也在月球上留下了很多痕跡。這些內、外作用與變化很多都可以在亮溫異常中反映出來。因此，“微波月亮”的提出有助於了解月球起源及演變、宇宙起源的相關問題。姜景山透露，他的研究小組正在研究一些有代表性特徵撞擊坑的微波特徵。

　　國際數據唯缺“微波月亮”

　　在中國的“嫦娥一號”繞月飛行前，利用電磁波進行月球探測，可見光和紅外技術是主要手段，國際上已建立了“可見月亮”（Visible Moon）和“紅外月亮”（Infrared Moon）的數據資源，唯獨缺少“微波月亮”。而紅外、可見光主要針對表面探測，微波由於波長較長，可以深入厚度進行次表層探測、厚度探測、撞擊坑結構探測等研究。

　　儀器發射升空之後由於時間較長，儀器本身的參量會發生一定變化。因此在在軌定標中，亮溫基準的選取對獲取高精度微波亮溫進而測量月壤厚度等很關鍵。由於這是國際上第一次從月球軌道上進行的全月微波探測，該項研究在在軌定標中首次關注了定標天線指向不同背景對結果的影響。姜景山指出，以往從地球軌道進行的探測在定標過程中固定地把2.7K作為宇宙背景的標準。但他的研究小組發現，當定標天線在繞月過程中指向不同星座、太陽、地球、月球本身時，其天線輸入溫度差異很大，如果簡單把冷空溫度定為一個固定值將産生很大的誤差。因此，研究組首次在冷空定標中，對定標天線指向的影響作了很細緻的分析，從而獲取了較為精確的月球亮溫數據，構造出了更接近於自然真實的“微波月亮”。

　　（據《科學時報》報道）

責編：李二慶