尋找核能發(fā)電的原料——氦3，是人類探月的一項重要目標。但月球上究竟有多少氦3至今眾說紛紜。根據(jù)阿波羅號帶回的樣品，美國科學家分析認為，月球上氦3資源量在100萬噸～500萬噸之間，評估跨度很大，究竟是靠近100萬噸還是500萬噸？
近日，中國繞月探測工程副總設(shè)計師、中國工程院院士姜景山在2009探月與地學科學研討會上向《科學時報》記者透露，根據(jù)搭載在嫦娥一號衛(wèi)星上的微波探測儀傳回的數(shù)據(jù)，我國科學家已成功繪制出全球第一幅“微波月亮”圖，并利用實際探測數(shù)據(jù)反演出月球土壤層的平均厚度為5～6米，而氦3資源量更靠近100萬噸，而非500萬噸。
氦3是一種高效安全的核聚變發(fā)電燃料，10噸氦3就能滿足我國1年的能源需求。但氦3在地球上的蘊藏量很少，目前人類已知的容易取用的氦3僅有500千克左右。而月球地殼淺層內(nèi)蘊含的上百萬噸氦3足夠地球人使用上萬年。
據(jù)悉，在嫦娥一號衛(wèi)星微波探測儀繞月之前，國際上還沒有從月球軌道對全月球進行微波探測的活動。一些諸如月壤厚度、氦3資源量分布的研究多是依靠美國“阿波羅號”和蘇聯(lián)“月球號”探測器在落月點取樣的實測數(shù)據(jù)為依據(jù)，加上其他手段分析延伸而來，因此結(jié)果存在相當大的不確定性甚至是偏差。而由中科院空間中心姜景山院士提出的這一探測計劃從月球軌道上利用微波探測儀實際測量了全月的土壤厚度分布，在國際上首次獲取了全月微波亮溫分布數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了“微波月亮”。
月球的微波亮溫數(shù)據(jù)是反映月表溫度、成分等因素的綜合指標，反映了月球表面的物理特性、內(nèi)部過程和月球外部各種因素對月球的影響。姜景山說，月球沒有大氣層，是一顆完全暴露在太空中的天體，幾十億年以來，其自身內(nèi)部能量、結(jié)構(gòu)發(fā)生了重要變化，其地質(zhì)時鐘幾乎停留在幾十億年前；而宇宙線、太陽風等外部影響也在月球上留下了很多痕跡。這些內(nèi)、外作用與變化很多都可以在亮溫異常中反映出來。因此，“微波月亮”的提出有助于了解月球起源及演變、宇宙起源的相關(guān)問題。姜景山透露，他的研究小組正在研究一些有代表性特征撞擊坑的微波特征。
據(jù)了解，在中國的“嫦娥一號”繞月飛行前，在利用電磁波進行月球探測中，可見光和紅外技術(shù)是主要手段，國際上已建立了“可見月亮”（Visible Moon）和“紅外月亮”（Infrared Moon）的數(shù)據(jù)資源，唯獨缺少“微波月亮”。而紅外、可見光主要針對表面探測，微波由于波長較長，可以深入厚度，進行次表層探測、厚度探測、撞擊坑結(jié)構(gòu)探測等研究。
據(jù)介紹，儀器發(fā)射升空之后由于時間較長，儀器本身的參量會發(fā)生一定變化。因此在在軌定標中，亮溫基準的選取對獲取高精度微波亮溫進而測量月壤厚度等很關(guān)鍵。由于這是國際上第一次從月球軌道上進行的全月微波探測，該項研究在在軌定標中首次關(guān)注了定標天線指向不同背景對結(jié)果的影響。姜景山指出，以往從地球軌道進行的探測在定標過程中固定地把2.7K作為宇宙背景的標準。但他的研究小組發(fā)現(xiàn)，當定標天線在繞月過程中指向不同星座、太陽、地球、月球本身時，其天線輸入溫度差異很大，如果簡單把冷空溫度定為一個固定值將產(chǎn)生很大的誤差。因此，研究組首次在冷空定標中，對定標天線指向的影響作了很細致的分析，從而獲取了較為精確的月球亮溫數(shù)據(jù)，構(gòu)造出了更接近于自然真實的“微波月亮”。
據(jù)悉，姜景山研究小組據(jù)此還對國際上以往的有些研究結(jié)果提出了不同的看法，在月球背面的研究中，發(fā)現(xiàn)了值得深入研究的現(xiàn)象。
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