您当前位置:首页 > 航天器

月球大气与尘埃环境探测器(LADEE)

月球大气与尘埃环境探测器(英文名称:Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer,以下简称:LADEE探测器),是美国研制的月球探测器,共耗资2.63亿美元,主要研究月球稀薄大气的组成成分以及月球表面尘埃的作用。

LADEE探测器,于2013年9月7日3时27分(UTC时间,下同)注册送3金币捕鱼使用米诺陶五号运载火箭注册送3金币捕鱼发射。

中文名称月球大气与尘埃环境探测器英文名称Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer
简称LADEE探测器质量248.2千克
额定功率60.0W发射时间2013年9月7日03时27分(UTC时间)
发射场瓦罗普斯飞行研究所运载工具米诺陶五号运载火箭

探测背景

20世纪60年代,美国的勘测者号系列月球探测器拍摄到了月球地平线上的“辉光”。前苏联的“月球车2号”和美国的阿波罗8号、阿波罗10号、阿波罗15号阿波罗17号航天员也都观察到月球的“辉光”现象,阿波罗17号宇航员曾报告日出时在月球地平线上见到了神秘的“辉光”,还手绘了“辉光图”。

“辉光”如果出现在地球上,并不会让人觉得奇怪,因为傍晚阳光透过云层就会变得模糊而出现“辉光”。但是,月球上几乎没有大气,理论上不应存在这种现象。

直到最近,LADEE探测器项目的科学家提出:“月球是有大气的,只是比我们地球上稀薄。”

月球的大气被科学家们称为“表面边界外大气层”。含有月球内部放射性衰变而形成的非常稀少的40Ar,以及由太阳风和微陨石撞击溅射到月球表面的元素He、Na和K。但“表面边界外大气层”的结构和成分至今仍然是个谜。

“月球大气与尘埃环境探测”的计划被提上议程。

探测任务

第一,探测月球稀薄大气层的整体密度、组成和随时间变化的状况。

第二,分析近月球表面静电传送的尘埃粒子的尺寸、电荷和空间分布情况,借此科学家可以评估其对月球探测和月基天文观测的影响。

在这两项任务的基础上,LADEE探测器还将进一步探测并确认阿波罗计划宇航员看到的月表上方10公里处的漫射是否是钠辉光或尘埃造成,并记录月球环境中尘埃的影响程度(体积—频率),以为未来工程任务的设计提供参考。

科学探测仪器

LADEE探测器共搭载了紫外—可见光光谱仪(UVS)、中性质谱仪(NMS)、月球尘埃实验设备(LDEX)三种有效载荷。

此外,LADEE探测器还搭载了月球激光通讯示范设备(LLCD),用于验证使用激光替代无线电波来实现宽频带的对地通信。

科学成果

LADEE探测器对月球尘埃和大气层进行探测,通过记录月球大气尘埃中的散射光,分析大气中各元素的含量和分布,确定月球大气的组成;NMS用于探测1~150amu(原子质量单位)的元素,在多个月球轨道上测量月球不同空间环境中大气层的元素含量及其变化;LDEX是首次针对尘埃设计的仪器,主要任务是探测和分析月球稀薄大气层中直径小于0.3微米的尘埃粒子,记录尘埃撞击的次数和频率;而月球激光通讯示范设备则主要用于验证使用激光替代无线电波来实现宽频带的对地通信,进行太空探测器新通讯方式的测试。

在为期100天的主要科学探测任务中,UVS获取了超过70万组月球外大气层的紫外/可见光光谱数据,测量了气体组分和由于尘埃引起的散射光;检测到了大气中的钾和钠等元素或组分,绘制了它们的分布图,发现月球从新月到满月,钠的含量明显增加、然后又降低至下一个新月的现象,还发现大气层中钠元素的增加与双子座流星雨发生的时间一致,暗示了尘埃导致散射光增强的证据。UVS还监测到了三次明显的陨石撞击事件,这一事件同时也被NASA的另一台监测陨石撞击的仪器记录下来,这对帮助人们了解这些事件对大气物质的影响等具有重要价值。

NMS不仅测定40Ar、绘制出其每天的变化情况,还探测了20Ne、太阳风成分以及He等稀有气体,监测了类似氮气、水、一氧化碳和二氧化碳等挥发性组分,并发现在双子座流星雨和嫦娥三号降落前后的数据有所不同的现象等等。这些稀薄大气层中的组分的精确确定,对月球现有大气状况、太阳风与月球环境和月表物质相互作用等的研究同样具有极为重要的意义。

LDEX记录了超过1.1万次来自尘埃颗粒的撞击,绘制了这些颗粒随空间和时间的各种变化,并发现在纬度较低的地区,尘埃密度急剧增加;在被阳光照射的明暗交界处,月球上的尘埃浓度最高。此外,LDEX还观测到了强烈的颗粒喷发现象。

LLCD首次使用激光代替无线电波进行双向通信系统,注册送3金币捕鱼验证地—月间的新型通讯技术。LLCD创造了历史,它使用脉冲激光束以622Mb/s的下载速率,从月球到地球超过38万公里的距离传输数据。当LADEE探测器抵达月球轨道之后,激光通讯示范设备就以20Mb/s的速率从地球接收数据,以620Mb/s的速率向地球传回数据。这一新型通信技术的注册送3金币捕鱼试验,标志着未来的宇航员将可从另一颗星球上发回高清视频,从而也为人类再访月球、登陆火星等创造新一代的通讯条件。

在约100天的探测中,LADEE探测器探测了有关月球稀薄大气结构和组分的详细信息,以及近月表的环境状态及其对尘埃的影响。这些基础性的信息为进一步研究并揭示月球大气层和月尘环境提供了重要的参考。

与嫦娥三号有关的花絮

2013年12月2日1时30分,我国注册送3金币捕鱼发射嫦娥三号探测器,并于12月14日注册送3金币捕鱼软着陆于月球虹湾着陆区。

然而美国少数人士指责中国,认为中国嫦娥三号探测器将会对LADEE探测任务造成不利影响。嫦娥三号的火箭推进剂将在月球轨道上释放,同时嫦娥三号在着陆时会激起月球表面的尘埃,从而影响到美国LADEE探测器的探测结果。(PS:如果中国要研究正常人呼吸对地球大气层的扰动作用,是不是可以要求美国这些少数人士停止呼吸,以免影响到我们的实验结果呢?!)

不过,美国国家航空航天局将此事件视作“对月球稀薄大气开展研究和观测”的绝好契机,并用目前在月球轨道上包括LADEE探测器在内的4个探测器对嫦娥三号着陆期间产生的尘埃进行探测。

美国学者也指出,当嫦娥三号探测器进入月球轨道时,火箭推进剂将在一个相对较高的纬度被释放,然后在探测器下降至月球表面的过程中在一系列高度被释放。LADEE探测器将可以观察到火箭推进剂如何散布到月球外层大气,然后如何消散。嫦娥三号探测器登陆月球可能会激起月球表面的尘埃,LADEE探测器还可以对这些尘埃进行采样分析。

撞击月球

2014年4月18日0时30分至1时22分之间(美国东部时间),LADEE探测器以5800公里/小时的速度撞向月球背面。

撞月之前,LADEE探测器进行了所有的预定任务的探测工作,遗憾的是未能观测到“辉光”现象,以解开40年前阿波罗宇航员日出前在月球地平线上看到的神秘辉光现象的谜团。

探测器的撞月时间比预计提前了3天,科学家认为,可能是4月15日持续4小时的月食让LADEE探测器经历的极端的环境条件加速了它的自毁。

同时,为避开阿波罗计划的着陆点,保存阿姆斯特朗的脚印等珍贵的人类登月遗迹,撞击所选择的地点位于月球背面,人们也就无法在地球上目睹这令人激动的一刻。LADEE项目组预计,探测器的撞击力度不会太大,以至于目前在轨飞行的月球勘测轨道飞行器(LRO)上搭载的灵敏红外成像辐射计也未能观测到撞击过程。但LADEE探测器高速撞向月球表面,势必会在月表留下凹痕。在未来的几个月内,地面管控人员将指挥月球勘测轨道探测器拍摄撞击地点的图像,以确定LADEE撞击月球的具体地点。

相关专家表示,随着人类对月球的探索逐步深入,越发认识到月表大气以及月壤月尘等对人类探月活动的影响之大。今后,人们对月球大气和尘埃环境的探索或将进一步开展。

月球大气与尘埃环境探测器(LADEE)
航天器信息 浏览次数:2471次
最新更新:2015-08-07 11:41
航天新闻推荐
爱航天网简介 | 联系我们 | 我要投稿 | 免责声明 | 隐私保护 | 意见反馈 | 网站合作 | 网站导航 | 爱航天网 | 航天精神
爱航天网(www.aihangtian.com),致力于推动航天知识科普教育、传播航天精神。爱航天网,为中国航天加油,为中国航天喝彩!
网站违法和不良信息举报邮箱:jubao#aihangtian.com(请将#换成@),欢迎您提供航天新闻、发射任务、文字、图片、视频等资料
Copyright © 2015  爱航天网版权所有  京ICP备12042125号-2
博聚网