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月球的地表究竟是软的还是硬的?嫦娥六号着陆时为何没吹起尘埃?

2024-07-08科学

这是嫦娥六号探测器着陆月球时,底部摄像机拍摄到的真实画面,我们可以看到月球表面几乎没有任何月壤被吹起来,没有地球上那种尘土飞扬的感觉。

而阿波罗登月的视频中,宇航员在月球驾驶月球车行驶时,却能带起一堆尘土,这是为什么呢?月球表面到底是硬的还是软的呢?

根据我们的经验来看,目前我国已经有嫦娥三号、四号、五号、六号等多个探测器着陆月球,但是从这些探测器着陆的影像来看,这些探测器下降时和着陆点都很少有灰尘被吹起,这是不是就是代表月面的月壤并没有想象中的那么软呢?

在我们的印象中,月球表面好像是应该有一层松软的尘埃存在的,在上个世纪美国阿波罗登月计划的影像中,无论是宇航员跑跳时,还是驾驶月球车行驶时,都带起了一阵阵的尘土,就像干燥的水泥灰被撒到空中一样。

按照人类目前对月球的了解,月球的表面确实是有一层类似于地球上「尘土」这种形态的月壤的,但其成分和形成原理却与地球上的土壤大不相同,地球上的土壤是岩石风化,然后在各种微生物和植物的作用下形成的。

而月球上的月壤形成原理却不一样,一部分是直接来自宇宙的宇宙尘埃和陨石残骸,另一部分则是月球表面的岩石在太阳风和宇宙高能粒子的持续撞击、月球昼夜的巨大温差等因素下破碎,颗粒越来越小形成的,就像沙滩一样,比较松软。

并且月球表面的月壤是有一点「板结」的,这一点在探测器支撑脚和钻头附近的月壤上可以看到,并且月壤的平均密度也是大于地球的,勘探者3号曾测得深度位2.5厘米处的月壤密度是1.6g/cm³,比地球上的煤岩密度还要高一点。

说回探测器着陆时的情况,一般探测器即将着陆时,会在距离月面还有一点高度时关闭发动机,让探测器依靠自身的缓冲最终着陆,而不是发动机一直工作到完全着陆为止,发动机喷出的气流没有对着月壤直接吹,所以几乎观测不到被吹起的月壤。

而上升器起飞时,由于上升器是安装在着陆器正上方的,发动机点火后,尾焰会被着陆器阻挡,也没有吹到月壤,所以还是不会观测到尘土被吹起的现象。

另外,由于月球表面是凹凸不平的,这层松软月壤的厚度大概在几厘米到几米之间,在这层土壤之下,则是致密的岩石,非常坚硬。

有个很多人都不知道的事实,其实嫦娥五号登月时,原本的计划是钻一个2米深的孔然后取这么深的样本的,但在实际操作中,嫦娥五号当时钻到1米深的时候,钻头受到的阻力就已经达到了549N,也就是大概100多斤,这个阻力对于探测器来说已经是非常大了,再往下就不好继续钻探了,搞不好会让钻头断在里边,从而存在任务失败的风险。

有很多人说这是因为受到阿波罗计划的影响,让我们低估了月球表面的硬度,从而没有达到2米的指标。

不过不论如何,在嫦娥六号上我们是针对这一点做了技术上的改进和优化的,嫦娥六号钻杆的长度是2.5米,在实际钻探中至少钻到2米深,采取到了更深的月球样本。

总的来说,月球表面软还是硬,是一个相对的情况,月球的表面会有一层厚薄不均的松软的月壤,在这下边则是坚硬的岩石,这就是月球表面一个大概的情况。

之后随着我们对这份嫦娥六号带回来的,全世界唯一来自月球背面的样本的研究,一定能揭开更多关于月球物质组成成分和演化历史的秘密,为将来载人登月、甚至是在月球上建立科研站提供更多的技术支持。#嫦娥六号#