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月球南极

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克莱门汀号拍摄的月球南极区

月球南极是科学家们特别感兴趣的地方，因为该区域永夜坑处于永久阴影中，因此可能存在水冰。在月球南北二极中，南极可能更有趣，因为该区域的阴影区远大于北极[1]。南极陨石坑坑底是月球上唯独阳光照射不到的地方，因而，南极陨石坑是含有早期太阳系化石记录的寒冷深窖[2]。 相较之下，月球北极地区类似的掩蔽陨石坑数量就少得多。[3]

地理

月球南极位于极地南极圈的中心（南纬80°至南纬90°）[4][5]。 月球南极已从数十亿年前的原始位置偏移了5 度[来源请求]。这种偏移改变了月球的旋转轴，使阳光能够到达以前被阴影的区域，但南极仍然具有一些完全阴影的区域。 轴旋转与椭圆平面成 88.5 度。 相反，南极还包含永久暴露在阳光下的区域。 南极地区有许多陨石坑和盆地，例如南极-艾托肯盆地，这似乎是月球最基本的特征之一[6]，还有山脉。 南极平均温度约为 260 K（−13 °C；8 °F）[6]。

陨石坑

根据月球勘测轨道飞行器上红外线辐射计所测量数据构建的月球南极图

月球的自转轴点位于沙克尔顿坑内，最接近南极的著名撞击坑有：德·杰拉许陨石坑、斯维德鲁普陨石坑、舒梅克环形山、福斯蒂尼陨石坑、霍沃思环形山、诺毕尔环形山和卡比厄斯环形山。

探索

月球南极区域图. (>南纬80°S)
月球南极15度范围内的斜坡度数

有数个国家的探测卫星从绕月轨道对月球南极地区进行过探索。通过美国的月球轨道器、克莱门汀号、月球探勘者、月球勘测轨道飞行器、日本的辉夜姬号和印度的月船1号等实施了广泛的研究，发现了月球水的存在。美国太空总署的月球坑观测和传感卫星在卡比厄斯环形山坑中发现了大量的水[7]。月球坑观测和传感卫星任务故意撞向卡比厄斯环形山的地面，从样本中发现它含有近5%的水。[8]

月球勘测轨道飞行器

月球勘测轨道飞行器 (LRO) 由美国太空总署于2009年6月18日发射，目前仍在绘制月球南极地区的地图。这项任务将帮助科学家了解月球南极地区是否有足够的可持续资源来维持永久载人太空站。 LRO 携带占卜者月球辐射计实验(Diviner Lunar Radiometer Experiment)，该实验研究南极表面的辐射和热物理特性。它可以检测反射的太阳辐射和内部红外线发射。 LRO占卜者实验能够探测到月球水冰可能被困在表面的位置。

月球坑观测和传感卫星

月球坑观测和传感卫星（LCROSS）是由美国太空总署营运的机器人太空船。该任务被认为是确定在月球极地地区检测到的氢的性质的一种低成本手段。[9] 在月船一号发现月球水后立即发射，[10] LCROSS 的主要任务目标是进一步探讨月球极地附近永久阴影陨石坑(永夜坑)中是否有冰形式的水。[11] 它是与月球勘测轨道飞行器 (LRO) 及其半人马座上级一起发射的。成功确认月球南部卡布斯环形山有水。[12]

月球撞击探测器

印度空间研究组织(ISRO)于2008年10月22日自月船1号发射了月球撞击探测器（英语：Moon Impact Probe）(MIP)，后者按计划在沙克尔顿坑边缘附近硬着陆。月球撞击探测器于2008年11月14日国际标准时间20时06分与绕月轨道运行的月船一号分离，并在近25分钟后按计划在沙克尔顿坑边缘附近坠毁。透过这次任务，印度成为第一个硬着陆或撞击月球南极的国家。这是目前世界上唯一一次探测器硬着陆月球南极的事件。

月球25号

俄罗斯于2023年8月10日发射了“月球25号 ”月球着陆器。[13] 月球25号花了五天时间到达月球，然后又绕着这颗天然卫星转了五到七天。太空船随后计划降落在月球南极地区的[[博古斯瓦夫斯基环形山[[山附近。在将探测器缩小到着陆前轨道的过程中，月球25号出现了 “紧急情况”。月球着陆器在下午2点57分（格林尼治标准时间11时57分）突然失去通讯。月球25号只是一个登陆器，主要任务是验证着陆技术。这次任务携带了 30千克（66磅）的科学仪器，包括一个用于采集土壤样本的机械手臂和可能的钻探硬件。[14] 这次发射是用联盟-2.1b 号火箭和佛盖特上面级 (Fregat)上面级从东方航天发射场进行的。[15][16]

月船3号

印度空间研究组织于2023年8月23日成功在月面着陆的月船3号是首个在月球南极地区着陆的探测器[17]，但其着陆点纬度为南纬69°，并非南纬80°以上的月球南极范围内，只是月球高纬度地区；尽管如此，月船3号仍是目前所有着陆器中最靠近月球南极点的。[18]

嫦娥6号

中国国家航天局于2024年5月3日发射嫦娥六号月球探测器，并于6月2日软着陆月背南极-艾特肯盆地的预选着陆区。6月6日，嫦娥六号自着陆点附近起飞，携带月壤与月球轨道器组合并对接，正在返回地球（2024年6月10日）。

资源

主条目：月球资源
月球表面化学成分[19]
化合物 分子式 组成
月海 高地
二氧化硅 SiO2 45.4% 45.5%
氧化铝 Al2O3 14.9% 24.0%
氧化钙 CaO 11.8% 15.9%
氧化亚铁 FeO 14.1% 5.9%
氧化镁 MgO 9.2% 7.5%
二氧化钛 TiO2 3.9% 0.6%
氧化钠 Na2O 0.6% 0.6%
  99.9% 100.0%

太阳能、氧气和金属是南极地区丰富的资源[20]。 通过在南极附近建立月球资源处理设施，太阳能发电将允许几乎持续运行[21]。 已知存在于月球表面的元素包括氢 (H)[22]、 氧 (O)、硅 (Si)、铁 (Fe)、镁 (Mg)、钙 (Ca)、铝 (Al) ）、锰（ Mn）和钛（Ti）。 其中较丰富的是氧、铁和硅。 氧含量估计为 45%（按重量计）。

未来

未来对月球南极的勘探计划包含一项由私人公司-沙克尔顿能源公司执行的任务。2016年后，沙克尔顿公司打算将一架自动探测车发射到月球上以“识别和描述环境、测定或定位南北极陨坑中合适水冰的蕴含量”[23]。

月球使命一[24]是一个由英国主导，2014年宣布并计划在2024年执行的无人探月任务[25]。它将尝试登陆月球南极，然后在月表钻探至少20米，甚至100米深。这将可大大改善对月球组成成分、地质史以及结构的认识，揭示有关早期太阳系的一些新线索。该计划试图通过Kickstarter网站以众筹方式来募集所需的项目资金[26]。

中国国家航天局于2024年5月3日发射嫦娥六号探测器，前往南极-艾托肯盆地的阿波罗环形山进行无人取样返回任务。并预计在2026年发射嫦娥七号探测器，在月球南极沙克尔顿坑进行探测任务。

美国NASA的阿耳忒弥斯计划计划已提议着陆多个机器人着陆器和漫游车（CLPS），为2026年阿提米丝3号载人登陆南极地区做准备[27]。

参见

参考文献

  1. ^ South Pole Region of the Moon as Seen by Clementine. NASA. June 3, 1996 [March 4, 2010]. （原始内容存档于2012-02-27）. 
  2. ^ NASA Takes Aim at Moon with Double Sledgehammer. Space.com. February 27, 2008 [March 4, 2010]. （原始内容存档于2010-03-24）. 
  3. ^ South Pole Region of the Moon as Seen by Clementine. NASA. June 3, 1996 [March 4, 2010]. （原始内容存档于27 July 2011）. 
  4. ^ Lunar South Pole. 互联网档案馆的存档，存档日期24 June 2017. NASA. 2017. Accessed on 16 July 2019.
  5. ^ The Lunar Arctic Circle. 互联网档案馆的存档，存档日期29 December 2018. Xefer. October 10, 2011.
  6. ^ 6.0 6.1 Spudis, P. D.; Stockstill, K. R.; Ockels, W. J.; Kruijff, M. Physical Environment of the Lunar South Pole from Clementine Data: Implications for Future Exploration of the Moon. Abstracts of the Lunar and Planetary Science Conference. 1995, 26: 1339. Bibcode:1995LPI....26.1339S. 
  7. ^ Chang, Kenneth. LCROSS Mission Finds Water on Moon, NASA Scientists Say. The New York Times. November 13, 2009 [March 4, 2010]. （原始内容存档于2021-07-05）. 
  8. ^ [(2017). Retrieved 29 March 2017, from https://lunar.gsfc.nasa.gov/lessonkit/Diviner-Planning%20a%20Mission%20to%20South%20Pole.pdf 互联网档案馆的存档，存档日期4 January 2023.].
  9. ^ Tompkins, Paul D.; Hunt, Rusty; D'Ortenzio, Matt D.; Strong, James; Galal, Ken; Bresina, John L.; Foreman, Darin; Barber, Robert; Shirley, Mark; Munger, James; Drucker, Eric. Flight Operations for the LCROSS Lunar Impactor Mission (PDF). NASA (Ames Research Center). April 25, 2010 [September 27, 2011]. （原始内容存档 (PDF)于2024-02-23）. 
  10. ^ Indian lunar mission finds water on moon. TheGuardian.com. September 24, 2009. 
  11. ^ LCROSS: Mission Overview. Nasa.gov. [November 14, 2009]. （原始内容存档于May 5, 2010）. 
  12. ^ Dino, Jonas; Lunar CRater Observation and Sensing Satellite Team. LCROSS Impact Data Indicates Water on Moon. NASA. November 13, 2009 [November 14, 2009]. （原始内容存档于January 6, 2010）. 
  13. ^ Запуск первой в истории современной России миссии на Луну запланировали на 11 августа [The launch of the first mission to the Moon in the history of modern Russia was scheduled for August 11]. TASS. 5 June 2023 [5 June 2023]. （原始内容存档于5 June 2023） （俄语）. 
  14. ^ Zak, Anatoly. The Luna-Glob lander. RussianSpaceWeb.com. 9 October 2019 [14 January 2020]. （原始内容存档于20 December 2019）. 
  15. ^ Запуск миссии "Луна-25" с космодрома Восточный запланировали на 22 августа [The launch of the Luna-25 mission from the Vostochny Cosmodrome was scheduled for August 22]. RIA Novosti. 8 April 2022 [8 April 2022]. （原始内容存档于8 April 2022） （俄语）. 
  16. ^ Россия запустит космический аппарат на Луну 1 октября 2021 года [Russia will launch a spacecraft to the moon on October 1, 2021]. RIA Novosti. 17 March 2020 [18 March 2020]. （原始内容存档于17 March 2020） （俄语）. 
  17. ^ Kumar, Hari; Travelli, Alex; Mashal, Mujib; Chang, Kenneth. ‘India Is on the Moon’: Lander’s Success Moves Nation to Next Space Chapter. The New York Times. 2023-08-23 [2023-09-30]. （原始内容存档于2023-08-23）. 
  18. ^ Did India land spacecraft near moon’s south pole? Top China scientist says not. South China Morning Post. 2023-09-27 （英语）. 
  19. ^ Taylor, Stuart R. Lunar Science: a Post-Apollo View有限度免费查阅，超限则需付费订阅. Oxford: Pergamon Press. 1975: 64. ISBN 978-0080182742. 
  20. ^ Why the Lunar South Pole? 互联网档案馆的存档，存档日期5 September 2020. Adam Hugo. The Space Resource. 25 April 2019.
  21. ^ Lunar Resources: Unlocking the Space Frontier. 互联网档案馆的存档，存档日期17 July 2019. Paul D. Spudis. Ad Astra, Volume 23 Number 2, Summer 2011. Published by the National Space Society. Retrieved on 16 July 2019.
  22. ^ S. Maurice. Distribution of hydrogen at the surface of the moon (PDF). [2023-08-13]. （原始内容存档 (PDF)于2020-09-05）. 
  23. ^ Shackleton Energy's cislunar economic development plans 互联网档案馆的存档，存档日期2013-01-05. David Livingston interview with James Keravala, The Space Show, 14 Dec 2012, at 55:25-57:40, accessed 2012-12-22.
  24. ^ Lunar Mission One官方網站. [2021-12-26]. （原始内容存档于2021-12-03）. 
  25. ^ UK 'to lead moon landing' funded by public contributions. BBC. 19 November 2014 [19 November 2014]. （原始内容存档于2021-12-19）. 
  26. ^ LUNAR MISSION ONE: A new lunar mission for everyone.. Kickstarter. 19 November 2014 [19 November 2014]. （原始内容存档于2014-11-20）. 
  27. ^ Chang, Kenneth. For Artemis Mission to Moon, NASA Seeks to Add Billions to Budget有限度免费查阅，超限则需付费订阅. The New York Times. 25 May 2019 [25 May 2019]. （原始内容存档于25 May 2019）. Under the NASA plan, a mission to land on the moon would take place during the third launch of the Space Launch System. Astronauts, including the first woman to walk on the moon, Mr. Bridenstine said, would first stop at the orbiting lunar outpost. They would then take a lander to the surface near its south pole, where frozen water exists within the craters. 

外部链接

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