嫦娥四號(hào)完成第22月晝工作 最新科學(xué)成果揭示月球內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)

中央廣播電視總臺(tái)央視記者從國家航天局獲悉，嫦娥四號(hào)著陸器和“玉兔二號(hào)”月球車分別于9月24日7時(shí)30分、23日23時(shí)18分結(jié)束第22月晝工作，按地面指令完成月夜模式設(shè)置，進(jìn)入月夜休眠。截至目前，嫦娥四號(hào)已在月球背面度過630個(gè)地球日，累計(jì)行駛547.17米。

基于第21月晝?nèi)跋鄼C(jī)拼接影像、DOM影像等數(shù)據(jù)情況，“玉兔二號(hào)”月球車在第22月晝期間主要以行駛為主，先后在距離著陸點(diǎn)西北方向約1.3km的撞擊坑和反射率較高的區(qū)域進(jìn)行了探測。

科研人員利用全景相機(jī)環(huán)拍探測、紅外成像光譜儀定標(biāo)探測、測月雷達(dá)行駛過程中同步探測等數(shù)據(jù)，取得多項(xiàng)科學(xué)成果，近期發(fā)表在Nature Astronomy國際期刊上。

科學(xué)團(tuán)隊(duì)對雷達(dá)探測數(shù)據(jù)開展了深入研究，獲得了著陸區(qū)月壤和淺層結(jié)構(gòu)的重要發(fā)現(xiàn)。基于低頻雷達(dá)信號(hào)特征，如圖1所示，將著陸區(qū)的淺層結(jié)構(gòu)劃分為三大基本單元，由上往下依次為強(qiáng)反射單元（單元1）、弱反射單元（單元2）和中等反射單元（單元3）。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)和大型撞擊坑的空間分布等基本約束，地質(zhì)解譯結(jié)果如下：單元1（總厚度約130m）為鄰近多個(gè)撞擊坑的濺射物堆積（包括芬森、阿爾德、馮·卡門L和L’等撞擊坑）和底部的玄武巖角礫層；單元2（總厚度約110m）為多次噴發(fā)的玄武巖層；單元3（厚度不小于200m）為著陸區(qū)北部萊布尼茲撞擊坑的濺射物。高頻雷達(dá)信號(hào)進(jìn)一步給出單元1上部的精細(xì)結(jié)構(gòu)，如圖2所示，其特征為頂部存在厚達(dá)12m的月壤層，基本不含大石塊，其下為厚達(dá)22m的條帶狀濺射物，它們均是來自芬森撞擊坑的拋射物，總厚度達(dá)34m。

△測月雷達(dá)低頻通道的探測剖面及解譯結(jié)果

“玉兔二號(hào)”月球車搭載的測月雷達(dá)能夠獲取行駛路徑下方的地質(zhì)剖面，揭示地下的分層結(jié)構(gòu)。由于測月雷達(dá)直接基于月面進(jìn)行探測，因此，其探測到的反射信號(hào)能量大，特征清晰，效果遠(yuǎn)優(yōu)于距月面100km以上的星載雷達(dá)探測。而且，由于采用遠(yuǎn)高于星載雷達(dá)5MHz的主頻，其分辨率優(yōu)勢也十分明顯。測月雷達(dá)兩個(gè)通道的主頻分別為60MHz和500MHz，空間分辨分別為10m和0.3m，探測深度分別約50m和500m。高頻通道用于探測淺部月壤及其下伏濺射物的高分辨結(jié)構(gòu)，低頻通道用于探測深部濺射物和玄武巖等分層結(jié)構(gòu)。

△測月雷達(dá)高頻通道的探測剖面及解譯結(jié)果

測月雷達(dá)所獲取的淺層結(jié)構(gòu)剖面表明“玉兔二號(hào)”所探測的月面物質(zhì)來自于芬森撞擊坑，而不是來自馮·卡門撞擊坑自身的充填玄武巖；同時(shí)，該雷達(dá)剖面還揭示了著陸區(qū)經(jīng)歷多期次的撞擊濺射堆積和多期次玄武巖漿噴發(fā)充填。這些新發(fā)現(xiàn)對于認(rèn)識(shí)月球南極-艾肯盆地的演化具有非常重要的意義，對于月球內(nèi)部物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的后續(xù)探測與研究有重要指導(dǎo)作用。（總臺(tái)央視記者 王世玉）