NASA新型磁层探测仪将完成绘制月球隐藏层地图的任务

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NASA 的新型月球磁层探测仪将于 2025 年登陆月球表面，其目标是彻底改变我们对月球内部的认识。通过测量磁场和电场，这个首次在地外应用的磁电探测仪将为我们了解月球地表下的结构和成分提供前所未有的洞察力，特别是在Mare Crisium，这是阿波罗任务以前没有研究过的一个独特的地质区域。

由 SwRI 领导的月球磁层探测仪（LMS）可能会从 Mare Crisium 撞击盆地内首次提供代表月球主体的地球物理测量数据。 大多数阿波罗任务都是在西面相连的海洋区域着陆的（左图），该区域的地壳后来被证明在成分上是独特的（右图），钍元素的富集就是例证。 Mare Crisium 在这一异常区域之外的月球近侧提供了一个平滑的着陆点。 资料来源：美国国家航空航天局

美国西南研究院（SwRI）通过美国国家航空航天局（NASA）的商业月球有效载荷服务（CLPS）计划，开发了月球磁层探测仪（LMS），这是一种创新仪器，旨在研究月球地幔。 通过测量电场和磁场，LMS 将提供有关月球内部结构和组成的见解。

LMS搭载在Firefly Aerospace公司的"蓝幽灵"月球着陆器上，该着陆器于1月15日发射，这是SwRI仪器首次登陆月球。

"50多年来，科学家们在地球上将磁电测量技术用于多种用途，包括寻找石油、水、地热和矿产资源，以及了解大陆生长等地质过程，"SwRI的LMS首席研究员Robert Grimm博士说。"LMS 仪器将是磁辐射技术在地外的首次应用。"

LMSwRI 领导开发了用于 Mare Crisium 着陆器任务的 LMS 仪器，其中包括（左起）一个磁力计、一个中央电子箱和四个弹簧发射电极。 资料来源：西南研究所

美国国家航空航天局（NASA）的阿尔忒弥斯计划（Artemis）正在开发一系列日益复杂的任务，以最终在未来数十年内在月球上建立持续的人类存在。 为了支持这些目标，月球监测系统是为期14天的月球着陆器任务的一部分，以帮助了解月球表面以前未曾探索过的地方。

Mare Crisium 是一个直径 350 英里的古老撞击盆地，后来被熔岩填满，在月球上形成了一个肉眼可见的黑点。 早期的天文学家将月球上的黑点称为"maria"，拉丁文的意思是海洋，他们误以为这些黑点就是真正的海洋。

克里斯提姆海与西面大片相连的深色熔岩区截然不同，大多数阿波罗任务都是在那里着陆的。 现在人们认为，与月球的其他部分相比，这些广阔而相连的熔岩平原在成分和结构上都不正常。 从这个独立的有利位置出发，LMS 可能会首次提供代表月球大部分地区的地球物理测量数据。

磁电测量学利用表面电场和磁场的自然变化来计算电在地表下物质中流动的容易程度，从而揭示它们的成分和结构。 LMS 将使科学家们能够对月球内部进行探测，深度可达 700 英里或月球半径的三分之二。 测量结果将揭示月球的物质分化和热历史，这是了解固体世界演变的基石。

LMS 仪器发射电缆，电缆上的电极互成 90 度角，距离最远可达 60 英尺。 该仪器测量相对电极对上的电压，就像传统电压表的探头一样。 磁力计通过一个可伸展的桅杆进行部署，以减少来自着陆器的干扰。 该方法揭示了电导率的垂直剖面，有助于深入了解月球内部被穿透材料的温度和成分。

"LMS 的五个独立子系统连同连接电缆重约 14 磅，耗电约 11 瓦，"Grimm 说。"在收起时，每个电极都被电缆的'纱球'包围，因此组件大致呈球形，只有垒球大小。"

LMS 有效载荷是通过美国国家航空航天局的 CLPS 计划资助进行月球运载的。 SwRI 设计了仪器，开发了电子盒，并领导了科学调查。 对 LMS 的贡献包括美国宇航局戈达德太空飞行中心提供的用于测量磁场的磁强计，以及 Heliospace 公司提供的用于测量电场的带有四个电极的磁强计桅杆。

CLPS 计划是美国国家航空航天局对商业月球运送服务的投资，目的是促进行业发展和支持可持续的月球探索。 作为 CLPS 任务的主要客户，NASA 设想成为未来飞行的众多客户之一。 该机构位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心负责监督 Firefly Aerospace 公司的"蓝幽灵"月球着陆器上十个 CLPS 有效载荷中的七个的开发工作。

编译自/ScitechDaily