而月球上可沒有這么安全的環(huán)境。張珅毅表示，深空中的太陽(yáng)宇宙線會(huì)直接打到月球表面。如果將來航天員登陸月球，必然會(huì)遭受高能粒子帶來的威脅。
目前，國(guó)際上關(guān)于月球輻射情況的有效數(shù)據(jù)幾乎是空白。而嫦娥四號(hào)著陸器上計(jì)劃開展的中德合作項(xiàng)目，將對(duì)月表中子與輻射劑量進(jìn)行測(cè)量。作為該項(xiàng)目的中方首席專家，張珅毅表示此項(xiàng)研究旨在為未來登月航天員的危險(xiǎn)度進(jìn)行前期評(píng)估，提供輻射防護(hù)的依據(jù)。
2015年，張珅毅收到一封來自德國(guó)基爾大學(xué)的郵件。該校教授羅伯特·維默爾-施魏因格魯伯表達(dá)了共同完成月表中子與輻射劑量探測(cè)儀研制的愿望。雙方經(jīng)過討論，合作意向很快達(dá)成。
“我對(duì)中國(guó)與歐洲之間的航天合作充滿樂觀，近年來它們開展了一系列合作項(xiàng)目。當(dāng)我申請(qǐng)參與嫦娥四號(hào)國(guó)際載荷項(xiàng)目獲得中方批準(zhǔn)后，我向德國(guó)航天部門申請(qǐng)的項(xiàng)目資金很快便得到支持。”維默爾-施魏因格魯伯對(duì)媒體說。
根據(jù)協(xié)議，月表中子與輻射劑量探測(cè)儀的工程硬件由德方研制，中方負(fù)責(zé)接口協(xié)調(diào)、階段性評(píng)審考核、交付后測(cè)試、標(biāo)定試驗(yàn)等對(duì)接協(xié)調(diào)工作。研究獲得的數(shù)據(jù)將由雙方共享并共同對(duì)外發(fā)布。
“這將是近幾十年國(guó)際上第一次對(duì)月表輻射劑量進(jìn)行測(cè)量，我們獲得的第一手月表粒子輻射測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)國(guó)家探月工程來說將是非常寶貴的資源。”張珅毅說。
為了充分利用搭載機(jī)會(huì)，該載荷還將對(duì)太陽(yáng)風(fēng)暴開展研究。張珅毅說，在月球上可以直接探測(cè)到太陽(yáng)高能粒子的能譜，及其隨時(shí)間變化的特性；研究太陽(yáng)風(fēng)暴的起因、高能粒子傳播規(guī)律等。
此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還將嘗試對(duì)月球的水冰和鐵礦進(jìn)行探測(cè)。
中性原子探測(cè)儀 尋找月球水源的線索
嫦娥四號(hào)落月后不久，玉兔二號(hào)月球車就“掙脫”它的懷抱來到月面，留下一串長(zhǎng)長(zhǎng)的“腳印”。這只“兔子”的任務(wù)可不是到處跑到處看那么簡(jiǎn)單，除了像前輩“玉兔號(hào)”一樣攜帶全景相機(jī)、紅外成像光譜儀和測(cè)月雷達(dá)，它還背負(fù)了一臺(tái)中國(guó)與瑞典合作研發(fā)的中性原子探測(cè)儀，將實(shí)施國(guó)際首次在月表開展的能量中性原子探測(cè)任務(wù)，首批數(shù)據(jù)有望在今年2月中旬左右發(fā)回。
該項(xiàng)目中方首席專家、中科院國(guó)家空間中心研究員張愛兵介紹，項(xiàng)目主要為了研究太陽(yáng)風(fēng)與月表的微觀相互作用，以及月表濺射在月球逃逸層形成和維持中的作用。
瑞典空間物理研究所研究員、該項(xiàng)目載荷負(fù)責(zé)人馬丁·威澤向媒體表示，太陽(yáng)風(fēng)如何影響月球表面是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，此項(xiàng)探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于理解這一基本物理過程非常重要。
張愛兵說，太陽(yáng)風(fēng)為帶電粒子，與高能粒子不同的是，太陽(yáng)風(fēng)粒子密度很大。由于月球沒有大氣和磁場(chǎng)，太陽(yáng)風(fēng)粒子會(huì)直接打到月球表面并被反射，部分會(huì)變成中性原子進(jìn)行逃逸形成月球外逸層。同時(shí)，它也會(huì)將月表物質(zhì)成分濺射出來形成中性原子。由于月球表面的地形地貌存在差異，隨著巡視器的移動(dòng)，獲取的結(jié)果也會(huì)不一樣。
“我們對(duì)未來的探測(cè)結(jié)果十分好奇。”威澤說，“通過監(jiān)測(cè)與研究，我們有可能發(fā)現(xiàn)關(guān)于月球上水來自何處的線索。”張愛兵表示，有科學(xué)家認(rèn)為太陽(yáng)風(fēng)氫離子與月表中的氧產(chǎn)生羥基形成水，這也成為探測(cè)和研究的內(nèi)容之一。
目前我國(guó)還沒有用于空間探測(cè)的中性原子探測(cè)儀，只有一臺(tái)正在自行研制中，計(jì)劃用于未來火星探測(cè)任務(wù)。中科院國(guó)家空間中心與瑞典空間物理所的合作起于雙星計(jì)劃，歷史悠久、成果豐富。此次項(xiàng)目載荷也由該所研制，中方參與設(shè)備定標(biāo)測(cè)試，以及交付后的相關(guān)工作?？茖W(xué)數(shù)據(jù)將由雙方共享，協(xié)同開展研究。
“嫦娥四號(hào)任務(wù)從立項(xiàng)時(shí)就體現(xiàn)出開放原則，在月球與深空探測(cè)領(lǐng)域的國(guó)際合作上大膽嘗試，達(dá)到了良好效果，為我國(guó)后續(xù)國(guó)際合作奠定了基礎(chǔ)。”徐欣鋒表示。
