为什么NASA要研究火箭撞击月球

2022年3月4日，一用过的废弃的火箭助推器将以接近一万公里/小时的速度撞击月球表面。等到一切尘埃落定，NASA的月球勘测轨道器在适当位置，近距离观察阴燃的陨石坑，并有望揭示行星撞击的神秘物理现象！

作为一名研究月球的行星科学家，我认为这次意外的撞击是一次激动人心的机会。月球一直围绕太阳转，其表面布满的陨石坑记录了过去40亿年中无数次的碰撞。然而，科学家很少看到形成这些陨石坑的制造者-通常是小行星或彗星的撞击。在不知道是什么造成了一个陨石坑的具体情况下，科学家们通过研究一个陨石坑能了解很多东西。

火箭接触月球表面后的一瞬间，冲击波将以每秒几公里甚至十几公里的速度向上传播。在几毫秒内，火箭外壳的后端将被四面八方爆炸的金属碎片摧毁。

一个双激波将向下进入月球表面的粉状表层，即风化层。撞击的压缩会加热尘埃和岩石，并产生白热的闪光，如果当时碰巧有飞船在该区域，从太空中就能看到。一团汽化的岩石和金属将从撞击点膨胀成尘埃，沙子大小的颗粒被抛向天空。在几分钟的过程中，喷射出来的物质会像雨点一样落回正在冒烟的陨石坑周围的表面。而这个不幸的火箭几乎什么也不会留下，可以说连渣都不剩。

撞击和陨石坑的形成是太阳系中普遍存在的现象。陨石坑会粉碎行星外壳，逐渐形成大多数无空气星球上常见的松散、颗粒状顶层。然而，尽管这个过程很常见，但人们对它的整体物理性质知之甚少。

观测即将到来的火箭撞击和由此产生的陨石坑可以帮助行星科学家更好地解释2009年LCROSS实验的数据，并进行更好的撞击模拟。在未来的几年里，随着一系列探索月球的计划，对月球表面特性的了解——尤其是埋在地下的冰的数量和深度——是非常迫切的需求。