模拟显示月球兰风险可以科学上污染了科学的冰

艺术家从1969年的概念描绘了月球表面下降的月星模块。由于月亮非常薄的气氛，排气速度显着扩展，可以在大气中保持数月。

由科学家们在马里兰州的劳雷尔的Johns Hopkins应用物理实验室（APL）领导的一项新的研究表明，从中尺寸的月球落地器中排气可以迅速蔓延到月球上，并可能在月球杆上污染科学上重要的冰。

电脑模拟水蒸气射出2,650磅（1,200公斤）着陆器 - 大约四分之一的Apollo Lunar模块的干燥质量 - 在月亮的南极附近触摸尾部，所示尾部只需要几个小时左右分散月亮。从30％到40％的蒸汽中持续在月球大气层和两个月后的表面，大约20％最终会在此之后几个月冻结在杆附近。

2020年8月11日在线发布的结果，在地球物理研究杂志中：行星，表明研究人员对研究月球陨石坑中的原生冰的兴趣 - 可能会在增加数十亿年的冰中 - 需要在增加努力将人类送回月球时仔细考虑。

模拟显示兰德排气中的水蒸气如何在整个月球大气层中传播（蓝色和红色的色调，温暖的色调是浓度的）和横跨其表面（紫色的色调，在24小时内用更轻的色调）。月球南极附近的着陆场地的排气只需几个小时即可传播到另一个杆。

处理月球上的航天器排气不是一个新问题。研究人员在美国宇航局的阿波罗任务期间在60年代和70年代开始，当他们开发了早期模型来预测整个月球气氛和表面污染时，他们开发了早期模型。

“阿波罗任务期间的排气并没有以与现在的相同方式复杂化测量，”APL和牵头作者在研究中的研究员帕特闲地区说。

在阿波罗时代，大多数兴趣都在收集月球样本。虽然今天仍然存在，但在月球杆附近的永久阴影的陨石坑中保存的冰库中的最近发现已经改变了科学兴趣，以了解水和其他挥发性分子对月球表面和薄薄的氛围中的原因和分散。

“这些是我们可以在内太阳系中找到水的痕迹的唯一一个地方”，“位于图中，Prem说。阅读该记录需要测量这些含量的组成以及他们的各种同位素，以推导他们可能来自哪里以及它们如何在那里迈出。从机器人或人类勘探中冻结的废气可以收集在这些冰上可能会混淆这些测量，即使陆地距离距离数百英里之外，也是如此。

“关于Parvathy的工作的有趣的是，它表现出效果，而小而暂时的是全球性的，”APL和共同参与的行星科学家Dana Hurley说。

空间组织可以预计挥发性气体将在着陆位点超过60英里（100尺寸）以上的月球表面。

残留余气最终会消失，但Hurley指出，目前的人类月球探测计划意味着它将更频繁地发生并且具有更重的着陆器。

“这项研究的结果推动了开展研究的危急需要我们想要了解农历气氛和挥发性存款，而他们相对普丽斯，”Hurley说。

图象显示了NASA的月亮矿物学码头仪器检测到月球南极（左）和北极（右侧）和北极（右侧）的表面冰（如蓝点）的分布。该图像中的灰度描绘了温度，较深的较冷，表示冰块集中在最暗和最冷的位置，火山口阴影。

前场小说，模特不是万无一失的。在其最突出的局限之中是它假设水相互作用和“粘附”到月球表面的程度，这仍然是不确定的，但对理解水在月球周围运输的容易运输的兴趣很大。该模型还追踪水蒸气，该水蒸气包括大约三分之一的大多数载机排气。其他排气分子，例如氢，氨和一氧化碳，可能表现不同，也可能持续更长时间。

后续工作应包括在未来的着陆期间和之后测量月球周围的排气量，在附近说，这将有助于缩小这些废气“粘附在表面上的答案。“但我还建议建模和监测废气的命运应该是农历使命发展和规划的常规部分。”

关于缓解废气的谈话才刚刚开始，位于解释。

1月，美国宇航局最终确定了16个科技演示有效载荷，它选择通过Artemis计划将其交付给月球，包括着陆器（印章）的表面外层变化，这是一种探讨月球表面的化学反应的乐器降落以及可能被注射的任何污染物。

“我们是否打算，我们将通过与我们带来废气的这种实验，”位于Prem说。现在是决定我们如何应对它们的问题。

参考：“航天器生成的农历整岩的演变”由Parvathy Prem，Dave M. Hurley，David B. Goldstein和Philip L. Varghese，8月20日，JGR Planets.doi：
10.1029 / 2020JE006464