空间科学攀登团队在嫦娥四号着陆区物质组成研究方面取得新进展-

［本站讯］近日，山东大学“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登团队行星科学课题组在嫦娥四号着陆区物质组成研究方面取得新进展，基于玉兔二号实测数据，结合地面样机实验研究，准确解译了探测区域镁铁质矿物组成信息。该研究以“嫦娥四号着陆区镁铁质矿物组成：来自实验室和月球原位光谱的联合约束”为题，发表在国际期刊Astronomy & Astrophysics上。论文第一作者为行星科学课题组博士生刘长卿，通讯作者为中科院上海技术物理研究所何志平研究员和行星科学课题组PI凌宗成教授。

2019年1月3日，嫦娥四号探测器携带“玉兔二号”月球车成功着陆于月球背面SPA盆地内的冯·卡门撞击坑，实现了世界首次月球背面软着陆。SPA盆地是月球最大、最深、最古老的撞击盆地，可能挖掘出月壳深处乃至月幔物质。冯·卡门撞击坑内部被来自东北方向的芬森撞击坑的溅射物覆盖，可能代表SPA盆地挖掘出的月球深部物质。“玉兔二号”月球车搭载的红外成像光谱仪（VNIS）是着陆区矿物组成探测的首要科学载荷。目前已有研究基于VNIS数据获取了初步的月面矿物含量，但关于其中镁铁质矿物组成和地质成因仍存在争议，亟待准确的VNIS数据反演结果进行约束。

月球原位探测和实验室光谱联合研究约束嫦娥四号着陆区镁铁质矿物组成

该研究首先基于嫦娥四号着陆区月球轨道遥感数据解译结果，制备了9种不同成分模拟月壤，利用中科院上海技术物理研究所研制的VNIS地面样机采集其光谱数据，建立了一套适用于VNIS样机光谱矿物反演的物理模型。将模型用于解译玉兔二号前26个月昼的VNIS月面实测光谱数据，获得了巡视路线上岩石和月壤的镁铁质矿物组成。与传统月面光谱反演方法相比，本研究通过地面样机数据进一步消除仪器效应等因素影响，采用光谱参数法和修正高斯模型两套独立的方法解译数据，获得了相洽的月面镁铁质矿物含量，使月面实测数据的反演结果更加准确可靠。研究揭示，嫦娥四号着陆区富含单斜辉石（56%）且橄榄石含量较低（17%），辉石和橄榄石固溶体成分演化程度居中，其中辉石的结晶温度较高（980-1300 ），可能形成于撞击成因熔融池的快速分异结晶过程。

近年来，空间科学攀登团队行星科学课题组围绕嫦娥工程、天问一号等深空探测国家战略需求，在月球地质学、陨石学及天体化学、行星遥感与光谱学等方面取得了一系列研究成果。目前针对嫦娥四号着陆区形貌、物质成分、年代学、浅层结构及“玉兔二号”实测数据解译等方面，行星科学课题组已在Icarus、Planetary and Space Science、Science China、Remote Sensing等杂志发表学术论文7篇。

本研究得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导专项、国家重点研发计划、民用航天技术预先研究项目等项目资助。

相关链接：https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2022/02/aa41398-21/aa41398-21.html

素材来源|山东大学融媒体中心

作者|刘长卿

编辑|陈奕彤