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月球南極

月球极点

月球南極是科學家們特別感興趣的地方，因為該區域永夜坑處於永久陰影中，因此可能存在水冰。在月球南北二極中，南極可能更有趣，因為該區域的陰影區遠大於北極[1]。南極隕石坑坑底是月球上唯獨陽光照射不到的地方，因而，南極隕石坑是含有早期太陽系化石記錄的寒冷深窖[2]。 相較之下，月球北極地區類似的掩蔽隕石坑數量就少得多。[3]

克萊門汀號拍攝的月球南極區

地理

 

月球南極位於極地南極圈的中心（南緯80°至南緯90°）[4][5]。 月球南極已從數十億年前的原始位置偏移了5 度[來源請求]。這種偏移改變了月球的旋轉軸，使陽光能夠到達以前被陰影的區域，但南極仍然具有一些完全陰影的區域。 軸旋轉與橢圓平面成 88.5 度。 相反，南極還包含永久暴露在陽光下的區域。 南極地區有許多隕石坑和盆地，例如南極-艾托肯盆地，這似乎是月球最基本的特徵之一[6]，還有山脈。 南極平均溫度約為 260 K（−13 °C；8 °F）[6]。

隕石坑

 
根據月球勘測軌道飛行器上紅外線輻射計所測量數據構建的月球南極圖

月球的自轉軸點位於沙克爾頓坑內，最接近南極的著名撞擊坑有：德·傑拉許隕石坑、斯維德魯普隕石坑、舒梅克環形山、福斯蒂尼隕石坑、霍沃思環形山、諾畢爾環形山和卡比厄斯環形山。

探索

 
月球南極區域圖. (>南緯80°S)
 
月球南極15度範圍內的斜坡度數

有數個國家的探測衛星從繞月軌道對月球南極地區進行過探索。通過美國的月球軌道器、克萊門汀號、月球探勘者、月球勘測軌道飛行器、日本的輝夜姬號和印度的月船1號等實施了廣泛的研究，發現了月球水的存在。美國太空總署的月球坑觀測和傳感衛星在卡比厄斯環形山坑中發現了大量的水[7]。月球坑觀測和傳感衛星任務故意撞向卡比厄斯環形山的地面，從樣本中發現它含有近5%的水。[8]

月球勘測軌道飛行器

月球勘測軌道飛行器 (LRO) 由美國太空總署於2009年6月18日發射，目前仍在繪製月球南極地區的地圖。這項任務將幫助科學家了解月球南極地區是否有足夠的可持續資源來維持永久載人太空站。 LRO 攜帶占卜者月球輻射計實驗(Diviner Lunar Radiometer Experiment)，該實驗研究南極表面的輻射和熱物理特性。它可以檢測反射的太陽輻射和內部紅外線發射。 LRO占卜者實驗能夠探測到月球水冰可能被困在表面的位置。

月球坑觀測和傳感衛星

月球坑觀測和傳感衛星（LCROSS）是由美國太空總署營運的機器人太空船。該任務被認為是確定在月球極地地區檢測到的氫的性質的一種低成本手段。[9] 在月船一號發現月球水後立即發射，[10] LCROSS 的主要任務目標是進一步探討月球極地附近永久陰影隕石坑(永夜坑)中是否有冰形式的水。[11] 它是與月球勘測軌道飛行器 (LRO) 及其半人馬座上級一起發射的。成功確認月球南部卡布斯環形山有水。[12]

月球撞擊探測器

印度空間研究組織(ISRO)於2008年10月22日自月船1號發射了月球撞擊探測器（英語：Moon Impact Probe）(MIP)，後者按計劃在沙克爾頓坑邊緣附近硬着陸。月球撞擊探測器於2008年11月14日國際標準時間20時06分與繞月軌道運行的月船一號分離，並在近25分鐘後按計劃在沙克爾頓坑邊緣附近墜毀。透過這次任務，印度成為第一個硬著陸或撞擊月球南極的國家。這是目前世界上唯一一次探測器硬着陸月球南極的事件。

月球25號

俄羅斯於2023年8月10日發射了「月球25號 」月球著陸器。[13] 月球25號花了五天時間到達月球，然後又繞著這顆天然衛星轉了五到七天。太空船隨後計劃降落在月球南極地區的[[博古斯瓦夫斯基環形山[[山附近。在將探測器縮小到著陸前軌道的過程中，月球25號出現了 「緊急情況」。月球著陸器在下午2點57分（格林尼治標準時間11時57分）突然失去通訊。月球25號只是一個登陸器，主要任務是驗證著陸技術。這次任務攜帶了 30公斤（66磅）的科學儀器，包括一個用於採集土壤樣本的機械手臂和可能的鑽探硬體。[14] 這次發射是用聯盟-2.1b 號火箭和佛蓋特上面級 (Fregat)上面級從東方航天發射場進行的。[15][16]

月船3號

印度空間研究組織於2023年8月23日成功在月面着陸的月船3號是首個在月球南極地區着陸的探測器[17]，但其着陸點緯度為南緯69°，並非南緯80°以上的月球南極範圍內，只是月球高緯度地區；儘管如此，月船3號仍是目前所有着陸器中最靠近月球南極點的。[18]

嫦娥6號

中國國家航天局於2024年5月3日發射嫦娥六號月球探測器，並於6月2日軟着陸月背南極-艾特肯盆地的預選着陸區。6月6日，嫦娥六號自着陸點附近起飛，攜帶月壤與月球軌道器組合併對接，正在返回地球（2024年6月10日）。

資源

主條目：月球資源
月球表面化學成分[19]
化合物 分子式 組成
月海 高地
二氧化硅 SiO2 45.4% 45.5%
氧化鋁 Al2O3 14.9% 24.0%
氧化鈣 CaO 11.8% 15.9%
氧化亞鐵 FeO 14.1% 5.9%
氧化鎂 MgO 9.2% 7.5%
二氧化鈦 TiO2 3.9% 0.6%
氧化鈉 Na2O 0.6% 0.6%
  99.9% 100.0%

太陽能、氧氣和金屬是南極地區豐富的資源[20]。 通過在南極附近建立月球資源處理設施，太陽能發電將允許幾乎持續運行[21]。 已知存在於月球表面的元素包括氫 (H)[22]、 氧 (O)、矽 (Si)、鐵 (Fe)、鎂 (Mg)、鈣 (Ca)、鋁 (Al) ）、錳（ Mn）和鈦（Ti）。 其中較豐富的是氧、鐵和矽。 氧含量估計為 45%（按重量計）。

未來

未來對月球南極的勘探計劃包含一項由私人公司-沙克爾頓能源公司執行的任務。2016年後，沙克爾頓公司打算將一架自動探測車發射到月球上以「識別和描述環境、測定或定位南北極隕坑中合適水冰的蘊含量」[23]。

月球使命一[24]是一個由英國主導，2014年宣布並計劃在2024年執行的無人探月任務[25]。它將嘗試登陸月球南極，然後在月表鑽探至少20米，甚至100米深。這將可大大改善對月球組成成分、地質史以及結構的認識，揭示有關早期太陽系的一些新線索。該計劃試圖通過Kickstarter網站以眾籌方式來募集所需的項目資金[26]。

中國國家航天局於2024年5月3日發射嫦娥六號探測器，前往南極-艾托肯盆地的阿波羅環形山進行無人取樣返回任務。並預計在2026年發射嫦娥七號探測器，在月球南極沙克爾頓坑進行探測任務。

美國NASA的阿耳忒彌斯計劃計劃已提議著陸多個機器人著陸器和漫遊車（CLPS），為2026年阿提米絲3號載人登陸南極地區做準備[27]。

參見

參考文獻

  1. ^ South Pole Region of the Moon as Seen by Clementine. NASA. June 3, 1996 [March 4, 2010]. （原始內容存檔於2012-02-27）. 
  2. ^ NASA Takes Aim at Moon with Double Sledgehammer. Space.com. February 27, 2008 [March 4, 2010]. （原始內容存檔於2010-03-24）. 
  3. ^ South Pole Region of the Moon as Seen by Clementine. NASA. June 3, 1996 [March 4, 2010]. （原始內容存檔於27 July 2011）. 
  4. ^ Lunar South Pole. 網際網路檔案館的存檔，存檔日期24 June 2017. NASA. 2017. Accessed on 16 July 2019.
  5. ^ The Lunar Arctic Circle. 網際網路檔案館的存檔，存檔日期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]. （原始內容存檔於2021-07-05）. 
  8. ^ [(2017). Retrieved 29 March 2017, from https://lunar.gsfc.nasa.gov/lessonkit/Diviner-Planning%20a%20Mission%20to%20South%20Pole.pdf 網際網路檔案館的存檔，存檔日期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]. （原始內容存檔 (PDF)於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]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於5 June 2023） （俄語）. 
  14. ^ Zak, Anatoly. The Luna-Glob lander. RussianSpaceWeb.com. 9 October 2019 [14 January 2020]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於8 April 2022） （俄語）. 
  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]. （原始內容存檔於17 March 2020） （俄語）. 
  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]. （原始內容存檔於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 （英語）. 
  19. ^ Taylor, Stuart R. Lunar Science: a Post-Apollo View . Oxford: Pergamon Press. 1975: 64. ISBN 978-0080182742. 
  20. ^ Why the Lunar South Pole? 網際網路檔案館的存檔，存檔日期5 September 2020. Adam Hugo. The Space Resource. 25 April 2019.
  21. ^ Lunar Resources: Unlocking the Space Frontier. 網際網路檔案館的存檔，存檔日期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]. （原始內容存檔 (PDF)於2020-09-05）. 
  23. ^ Shackleton Energy's cislunar economic development plans 網際網路檔案館的存檔，存檔日期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]. （原始內容存檔於2021-12-03）. 
  25. ^ UK 'to lead moon landing' funded by public contributions. BBC. 19 November 2014 [19 November 2014]. （原始內容存檔於2021-12-19）. 
  26. ^ LUNAR MISSION ONE: A new lunar mission for everyone.. Kickstarter. 19 November 2014 [19 November 2014]. （原始內容存檔於2014-11-20）. 
  27. ^ Chang, Kenneth. For Artemis Mission to Moon, NASA Seeks to Add Billions to Budget . The New York Times. 25 May 2019 [25 May 2019]. （原始內容存檔於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. 

外部連結

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