人类探月的5位明日之星

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  Megha Bhatt

  矿藏专家

  在Megha Bhatt生活的印度小村庄里,晚上经常断电,因而她有足够的时间仰望星空,长大后,她成了一名行星科学家。Bhatt可能赶上了在印度做月球科学家的最好时机。2008年,印度首次发射“月船1号”月球探测器,Bhatt当时的博士课题是月球矿物学,正好用到了“月船1号”多个仪器采集的数据。通过研究月球上反射的各种波长的光,Bhatt绘制了不同矿物在月球表面的分布图。她还帮助开发了一种铁丰度的估算方法,这些信息可以揭示熔融初期的月球如何在45亿年前左右逐渐冷却,并开始形成矿物晶体的过程。

  如今,Bhatt在印度国家物理研究实验室继续专攻月球遥感,绘制月球的矿物学地图,她最想解开的谜团之一是月球漩涡。月球漩涡是指月球上随处可见的神秘浅色斑纹,类似咖啡里的奶油花纹。目前对月球漩涡的形成有几种不同的理论,一种较为流行的观点认为一些地方的磁性岩石就像一把保护伞,保护这些表面不受名为太阳风的宇宙粒子流的影响。这种屏蔽作用让受到保护的月面不会越变越暗。

  Bhatt一直在研究这些漩涡的矿物学性质,有的漩涡方圆数十公里。在一个具有Reiner Gamma成圈特征的漩涡中,Bhatt发现其表面矿物反射光的方式存在差异,这说明漩涡的不同区域有不同的形成机制。她认为磁性屏蔽说可以解释部分月球漩涡的部分区域,但无法解释所有漩涡。

  Jessica Barnes

  岩石侦探

  明年的某一天,Jessica Barnes就要走进一个零下20℃的大型冷库,并将戴着手套的双手放在一块月球岩石上。这块岩石自从1972年被宇航员带回地球后,就一直冷藏在这里。这些阿波罗样品即将迎来首次启封。

  Barnes打算分析这块冰冻月岩的含水量以及其他挥发物的含量。直到2008年,研究人员才第一次明确地在阿波罗样本中检测到水,这意味着月球并不像前几代人所想的那样干燥。

  Barnes原先在苏格兰读的是地质学,后来才转向了月球研究。目前她在美国宇航局约翰逊航天中心工作,研究各种各样的月岩。今年8月,她将前往亚利桑那大学,用她多年的月岩研究经验为OSIRIS-Rex带回的小行星样本制定保存计划,这将是美国首个小行星采样返回任务,预计将于2023年返回。

  Katherine Joy

  陨石猎人

  英国曼彻斯特大学的地球化学家Katherine Joy研究的月岩不是由太空舱护送宇航员亲自带回的,她的专业是月球陨石,专门研究月球受到撞击后散落到地球的罕见碎片。

  今年早些时候,Joy参加了英国南极调查局首次组织并资助的南极陨石考察队。在4周的时间里,考察队一共在冰中发现了36颗太空陨石。本月,她将第一次分析这些陨石搭载样本的慢船刚刚从南极洲抵达英国。

  Joy曾参与分析阿波罗宇航员带回的一些最著名的岩石。2012年,她报告在阿波罗16号采集的岩石中发现了来自古代小行星的碎片这说明在34亿年前,地球和月球经常受到这些化学性质原始的小行星的撞击。

  迄今为止,科学家已经鉴定出了超过145颗月球陨石,并希望借由它们了解更全面的月球地质构造。今年5月,在一颗发现于2013年的有着43亿年历史的月球陨石中,Joy和同事找到了能证明当时月球上已有火山爆发的证据,比月球火山活动的主要时期还早了数亿年。他们的发现进一步证明,月球上的火山爆发远比研究人员想象的更早。

  对Joy来说,登月无疑是最大的梦想,可能的话,她还想深入陨石坑,亲自寻找地质年代层。但现在,她首先要搞定这些从南极洲带回的陨石。

  Chae Kyung Sim

  土壤调查员

  Chae Kyung Sim本是一名受过科班训练的行星天文学家,研究木星和土星的大气层。但就在她2014年快博士毕业时,韩国政府第一次对外宣布将向月球发射宇宙飞船。当时,韩国的月球科学家非常稀缺,Sim等人被召集为探月计划构思独特的科研任务。

  如今,她所在的团队正在开发一种利用偏振光研究月球的照相机。偏振研究可以揭示月球表面的许多细节,如尘埃粒子的大小可以反映月球表面的风化程度。作为首尔庆熙大学的行星科学家,Sim认为这台照相机将是有史以来向月球发送的分辨率最高的偏振测量设备,并将帮助科学家规划今后的月面登陆任务。

  Sim的专业是太空风化,太空风化是指行星表面在陨石撞击和太阳风冲击下随时间变暗变红的过程。Sim一直在研究月球上的太空风化有多少是由这两种作用导致的。她说,解开造成月面退化的各种原因就能了解这个地区的地质历史。

  她和同事在《伊卡洛斯》上发表的一篇论文指出,月球土壤的铁含量会影响月壤对太空风化的反应。了解这方面的差异能帮助决定航天器着陆的土壤类型。

  韩国政府正在规划未来的登月任务,包括发射一个着陆器。目前,它向月球进发的第一步“韩国探路者轨道器”已计划在2020年后发射升空。一旦数据开始回流,Sim希望这些数据能用来比较月球和其他没有空气的天体(如水星)的太空风化情况。她还期待向全世界展示韩国轨道器的所有发现。

  法文哲

  雷达阅读者

  法文哲在中国西北的农村长大,从小物理和化学成绩优异。在上海复旦大学读博时,他研究的是卫星对地测量,专攻行星表面能量散射的物理机制。2007年的中国正全力以赴发射首颗绕月探测器“嫦娥一号”,而法文哲所在的实验室负责处理“嫦娥一号”发回的数据。

  目前,法文哲是北京大学的一名月球科学家,还是成功实现人类首次月背着陆的“嫦娥四号”科研团队的成员。除此之外,他所发表的论文上也满载了前三次嫦娥任务的重要发现。

  法文哲计算了月壤中可供宇航员用作燃料的氦-3的含量,并测量了“嫦娥三号”探测器下方不同表层的深度。“嫦娥三号”2013年降落在雨海着陆区,并搭载有一台探地雷达。这台雷达对月球次表层进行了迄今为止最详细的测量,并发现月球次表层的地质结构比之前预想的更为复杂。法文哲说:“我们对月球的探索越深入,我们的疑问也越多。”

  法文哲不惧挑战传统观点,比如月球极区附近阴影坑内是否存在大量水冰。美国月球侦察轨道器等宇宙飞船宣称在这些撞击坑中发现了水冰的证据;NASA等航天机构认为可以先派宇航员去开采水冰,为将来的月球殖民打前站。但是,法文哲却对观测结果提出了一种新的解读模型。他认为,美国月球侦察轨道器探测到的其实是月表石块的雷达回波,而非来自水冰,“水冰有可能存在,但没有之前想的那么多。”

  法文哲已经准备好迎接“嫦娥五号”的发射任务了。“嫦娥五号”最早将于今年发射,目标是把月球样品取回地球。法文哲曾见过阿波罗宇航员采回的月球岩石,但没有亲手触摸过。中国即将派出自己的宇宙飞船带回重达2公斤的月壤,法文哲与月球“亲密接触”的机会也指日可待。

  文Nature自然科研

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