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2024年5月3日到6月底的月球,注定会吸引全世界的关注。继嫦娥四号达成了人类初次登陆月球背面,嫦娥五号达成成功中国初次月球采样返回任务之后,嫦娥六号也将推行人类初次月球背面采样返回任务。
今天嫦娥六号已经着陆到月球背面的阿波罗盆地,后续将完成月球背面铲取、钻取采样任务,只须所有顺利,嫦娥六号将携带月球样品起飞,6月底就会安全回家。
嫦娥二号CCD影像图中的南极-艾肯盆区域域。
图片来源:参考文献1
那样,为何嫦娥六号选择阿波罗盆地作为着陆区?阿波罗盆地里有哪些值得大家这样大费周章地进行探索?要回答这类问题,大家需要第一搞了解阿波罗盆地在哪儿。
阿波罗盆地在哪儿?
因为月球被地球潮汐锁定,所以月球目前仅有一侧面向地球,其中面向地球一面称为月球正面(Lunar near side),背向地球一侧称为月球背面(Lunar far side)。阿波罗盆地就是一个坐落于月球背面“南极-艾肯盆地”内部的盆地。嫦娥六号发射当天,有媒体在采访中提到的“南极-艾特肯盆地”坐落于月球背面,是月球已知最大,最古老的撞击盆地,不过其在中国科学院地球化学研究所等单位联合绘制的月球地质图中规范名字是“南极-艾肯盆地(South Pole–Aitken Basin),”故本文统一称为“南极-艾肯盆地”。
早在2018-2023年的一系列讨论中,嫦娥六号预选着陆区就暂定为南极-艾肯盆地,并进一步细化为阿波罗盆地的南部边缘。
中国科学院地球化学研究所等单位联合绘制的1:250万月球地质图。黄线圈定南极-艾肯盆地大致范围,橙线为阿波罗盆地大致范围,红色方框为嫦娥六号预选着陆区范围。
图片来源:参考文献3
月球仪上的阿波罗盆地,手指地方为嫦娥六号预选着陆区附近。月球仪依据中国科学院地球化学研究所等单位 联合绘制的1:250万月球地质图制作,直径约1.55米。
图片来源:作者拍摄
阿波罗盆地就坐落于南极-艾肯盆地内部的东北部,是一个多环撞击盆地,直径约500km,在嫦娥二号全月影像图中很显眼;而南极-艾肯盆地直径约2500-3000km,因为过于巨大,且形成后历程了漫长的撞击、外来溅射物覆盖等侵蚀用途,其在影像上肉眼较难辨别,需要月球高程、地形数据才能辨别。
月球南极-艾肯盆地、阿波罗盆地、嫦娥六号着陆区、长白山地方关系图,可以见到南极-艾肯盆地并不显眼。
图片来源:参考文献5
月球背面南极-艾肯盆地假彩色高程图。
图片来源:参考文献2
阿波罗盆地和美国阿波罗载人登月任务有哪些关系
依据IAU的命名惯例,月球表面的撞击坑、撞击盆地命名法则,主要包含用已经过世名每人名(例 如张衡、蔡伦、第谷、哥白尼、爱因斯坦等),或者常用人名(比如嫦娥、景德、宋梅等)、地名(比如泰山、衡山、亚平宁山脉等),或者约定俗成(比如酒海、雨海、风暴洋等)。本次嫦娥六号着陆区地址选择时,月球背面还增加了一些中国风的地名,比如“长白山”。
而“阿波罗盆地”确实由于纪念美国阿波罗系列载人登月任务而得名,但阿波罗盆地里,肯定没美国阿波罗系列载人登月任务的遗迹,这是由于美国阿波罗系列的6次载人登月都是在月球正面,月球背面的阿波罗盆地不是此前女友何一次载人登月任务着陆区;而发射于2019年的嫦娥四号,才是人类首个登陆月球背面的探测器;嫦娥六号预选着陆区阿波罗盆地也坐落于月球背面,因此阿波罗盆地与美国阿波罗系列载人登月任务的关联,好比“老婆饼里找老婆”。
嫦娥六号预选着陆区与其他探测器着陆(含坠毁)相对地方关系图,底图依据嫦娥二号全月影像图。
图片来源:国家天文台
一些短视频、文章把嫦娥六号发射当天访谈节目的对话内容曲解为“阿波罗盆地没有”或“美国阿波罗登月遗址没有”,这类显然都是以偏概全,不符合事实。
嫦娥六号要在阿波罗盆地探寻什么?
简要来讲,嫦娥六号在阿波罗盆地的主要任务包含:探寻新矿物、探寻月球深部物质、探寻古老矿物、研究苏长岩、探寻名义含水矿物、探寻高压矿物等。
1、探寻新矿物和岩石
假如一种矿物的构成元素比率,微观结构,至少其一与其他已知矿物都不同,就有机会被认定为新矿物。但新矿物一般尺寸微小,容易与已知矿物混淆,需要极端的温压条件或特殊的化学条件形成,而不是随处可寻。但在嫦娥五号样品中,大家就发现了至少三种新矿物,七种不一样的岩石。
正如地球上不同地方的岩石、土壤的成分并不同一样,月壤、月岩也存在不均一性,甚至单次采样返回的不同样品之间也是这样,因此嫦娥六号的登月活动就有很大可能发现更多新的矿物和岩石。
2、探寻月球深部物质
正如前文提到的,阿波罗盆地是南极-艾肯盆地内部东北侧的撞击盆地,而南极-艾肯盆地是月球已知最大,最古老的撞击盆地。通俗讲,由于阿波罗盆地是个多次撞击形成的“盆中之盆””,所以可能是月壳最薄的地方之一。
阿波罗盆区域域高程与月壳厚度。
图片来源:参考文献2
一些理论觉得,形成南极-艾肯盆地的撞击事件可能挖掘出了月幔物质。然而,也有人提出,即便盆地挖掘出了月幔物质,因为在撞击过程中月幔物质或许会历程熔化-冷凝的过程,致使不同化学成分的矿物和岩石被离别开——这个过程被叫做熔融分异。熔融分异或许会使辨别变得困难,或者在形成之后被更晚期的撞击出现的溅射物混合、掩埋而很难被遥感发现。因此嫦娥六号大概在阿波罗盆地中发现这类来自月幔的深部物质,对大家理解月球深部结构和月球的由来和演化起到要紧用途。
3、探寻古老物质
依据最近正式出版的1:250万月球地质图,将月球地质年代划分为“三宙六纪”。南极-艾肯盆地形成于月球岩浆洋大多数固结,月球初步形成固体月壳的年代,代表月球艾肯纪的开始。又依据撞击坑统计定年,南极-艾肯盆地一带年龄约42亿年,可能分布有月表最古老的岩石,但这个数值需要实质样品修正。之前嫦娥五号采集的样品包含月球已知最年轻(约20亿年)的岩石之一,嫦娥六号的一个关 键任务则是尽可能采集古老的月球岩石和可定年的矿物(包含锆石、斜锆石、磷灰石等)。
4、揭开苏长岩成因之谜
依据最近正式出版的1:250万月球岩石种类分布图,南极-艾肯盆地内部的主要岩石种类为苏长岩。苏长岩在过去美国阿波罗、苏联LUNA、嫦娥五号的月球样品都极少发现,因为苏长岩成因有多解性,既大概是下月壳、月幔等深部物质,又大概是大规模岩浆房分异(是指地球内部巨大的岩浆体在冷却过程中,其中的化学成分被离别成不一样的层次或部分),还大概 是撞击熔融物分异。采集阿波罗盆地的苏长岩,能够帮助解决苏长岩成因之谜,从而帮大家研究阿波罗盆地的演化历史。
1:250万月球岩石种类分布图。
图片来源:参考文献5
5、探寻名义含水矿物
由于月球被地球潮汐锁定,所以有一面恒定朝哪个方向地球(此面一般称为正面),会遭到“地球风”影响,相对富氧、富水。而事实上依据遥感光谱研究,月球背面虽然不如正面富氧、富水,但也存在少量富氧、富水地区,甚至发现了赤铁矿等名义含水矿物(指在其化学式中包括水分子,但事实上并不以液态水的形式存在,而是以水合物或羟基等形式存在的矿物),而过去阿波罗样品里曾零星地发现四方纤铁矿、角闪石等名义含水矿物,其成因均不清楚。嫦娥六号假如采集到名义含水矿物,或者样品包括特殊的水赋存状况,将是非同一般的突破。
6、探寻高压矿物
阿波罗盆地既是撞击盆地,又是深部物质潜在出露区,无论大规模撞击还是月球深部高压,都是形成高压矿物的有利条件。月球表面遭受频繁的撞击用途,有益于指示高压的矿物形成,过去的样品中已发现熔长石、钙硬玉、赛石英、雷锆石等高压矿物,但在理论上月幔中可能存在的石榴石等高压矿物发现极少,因此这个理论模型需要实质样品修正。
除去以上研究任务以外,一些需要借用嫦娥六号的热点研究主题还包含:空间风化特点,月尘电磁学性质,月壤成熟度新指标,原位资源借助策略等。
嫦娥六号任务不但人类初次月球背面采样返回任务,而且嫦娥六号选择南极-艾肯盆地中的阿波罗盆地这一盆中之盆采样,为的就是尽量采到与过去美国阿波罗系列、苏联 LUNA 系列、中国嫦娥五号不一样的样品,从而帮助大家更全方位地研究月球。
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