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月球的地表究竟是軟的還是硬的?嫦娥六號著陸時為何沒吹起塵埃?

2024-07-08科學

這是嫦娥六號探測器著陸月球時,底部攝影機拍攝到的真實畫面,我們可以看到月球表面幾乎沒有任何月壤被吹起來,沒有地球上那種塵土飛揚的感覺。

而阿波羅登月的影片中,太空人在月球駕駛月球車行駛時,卻能帶起一堆塵土,這是為什麽呢?月球表面到底是硬的還是軟的呢?

根據我們的經驗來看,目前中國已經有嫦娥三號、四號、五號、六號等多個探測器著陸月球,但是從這些探測器著陸的影像來看,這些探測器下降時和著陸點都很少有灰塵被吹起,這是不是就是代表月面的月壤並沒有想象中的那麽軟呢?

在我們的印象中,月球表面好像是應該有一層松軟的塵埃存在的,在上個世紀美國阿波羅登月計劃的影像中,無論是太空人跑跳時,還是駕駛月球車行駛時,都帶起了一陣陣的塵土,就像幹燥的水泥灰被撒到空中一樣。

按照人類目前對月球的了解,月球的表面確實是有一層類似於地球上「塵土」這種形態的月壤的,但其成分和形成原理卻與地球上的土壤大不相同,地球上的土壤是巖石風化,然後在各種微生物和植物的作用下形成的。

而月球上的月壤形成原理卻不一樣,一部份是直接來自宇宙的宇宙塵埃和隕石殘骸,另一部份則是月球表面的巖石在太陽風和宇宙高能粒子的持續撞擊、月球晝夜的巨大溫差等因素下破碎,顆粒越來越小形成的,就像沙灘一樣,比較松軟。

並且月球表面的月壤是有一點「板結」的,這一點在探測器支撐腳和鉆頭附近的月壤上可以看到,並且月壤的平均密度也是大於地球的,勘探者3號曾測得深度位2.5厘米處的月壤密度是1.6g/cm³,比地球上的煤巖密度還要高一點。

說回探測器著陸時的情況,一般探測器即將著陸時,會在距離月面還有一點高度時關閉發動機,讓探測器依靠自身的緩沖最終著陸,而不是發動機一直工作到完全著陸為止,發動機噴出的氣流沒有對著月壤直接吹,所以幾乎觀測不到被吹起的月壤。

而上升器起飛時,由於上升器是安裝在著陸器正上方的,發動機點火後,尾焰會被著陸器阻擋,也沒有吹到月壤,所以還是不會觀測到塵土被吹起的現象。

另外,由於月球表面是凹凸不平的,這層松軟月壤的厚度大概在幾厘米到幾米之間,在這層土壤之下,則是致密的巖石,非常堅硬。

有個很多人都不知道的事實,其實嫦娥五號登月時,原本的計劃是鉆一個2米深的孔然後取這麽深的樣本的,但在實際操作中,嫦娥五號當時鉆到1米深的時候,鉆頭受到的阻力就已經達到了549N,也就是大概100多斤,這個阻力對於探測器來說已經是非常大了,再往下就不好繼續鉆探了,搞不好會讓鉆頭斷在裏邊,從而存在任務失敗的風險。

有很多人說這是因為受到阿波羅計劃的影響,讓我們低估了月球表面的硬度,從而沒有達到2米的指標。

不過不論如何,在嫦娥六號上我們是針對這一點做了技術上的改進和最佳化的,嫦娥六號鉆桿的長度是2.5米,在實際鉆探中至少鉆到2米深,采取到了更深的月球樣本。

總的來說,月球表面軟還是硬,是一個相對的情況,月球的表面會有一層厚薄不均的松軟的月壤,在這下邊則是堅硬的巖石,這就是月球表面一個大概的情況。

之後隨著我們對這份嫦娥六號帶回來的,全世界唯一來自月球背面的樣本的研究,一定能揭開更多關於月球物質組成成分和演化歷史的秘密,為將來載人登月、甚至是在月球上建立科研站提供更多的技術支持。#嫦娥六號#