低頻射電頻譜儀和探測儀

 

　　探測地球外天體發(fā)出的電磁信號

 

　　“由于屏蔽作用，在地面上無法開展低頻射電的觀測。而月球背面的磁環(huán)境非常干凈，到月球背面開展低頻射電天文觀測，可以填補射電天文領(lǐng)域在低頻觀測段的空白。”中國科學院月球與深空探測總體部主任鄒永廖說。

 

　　一直以來，天體發(fā)出的低頻電磁波信號被地球電離層遮擋，無法抵達地球地面，形成一個“被遮擋的窗口”。因此，在此次嫦娥四號任務中，搭載了中方自己研制的低頻射電頻譜儀，安裝在著陸器上，中國、荷蘭合作的低頻射電探測儀，安裝在中繼星上。

 

　　中國—荷蘭國際合作有效載荷低頻射電探測儀中方首席專家平勁松研究員介紹，兩種載荷的區(qū)別在于中方的頻譜儀看不到地球，而中國—荷蘭合作的探測儀能看到地球。這使得中方頻譜儀受地球信號干擾更小，而中國—荷蘭合作的探測儀能夠探測地球兩極的射電爆發(fā)。

 

　　月表中子與輻射劑量探測儀

 

　　中、德合作有效載荷，國際首次測量月球表面粒子基本輻射情況

 

　　對于月表中子與輻射劑量的測量在國際上屬于首次，這是中國、德國合作的有效載荷，中方首席專家張珅毅研究員介紹，該載荷安裝在著陸器上，核心目標是測量月球表面粒子基本輻射情況和危害程度。

 

　　張珅毅告訴記者：“月球表面沒有大氣，因此深空中宇宙粒子時時刻刻會打在月球表面。如果航天器在月球上登陸，會受到粒子的損傷和影響。那么載人登月之前，進行輻射環(huán)境的測量和輻射風險度的評估，能夠為月球的開發(fā)和載人登月做好前期準備。”

 

　　月表中子與輻射劑量探測儀的另一個附加功能是進行水資源的信息獲取。張珅毅表示，這個載荷具有中子測量的功能，因而能夠推斷行星表面或者內(nèi)部是否含有氫資源。此外，該載荷還可以對日地間太陽風暴粒子加速和傳播機制進行研究，也能測量月球表面的氧化鐵含量，分析月球形成和演化過程。

 

　　中性原子探測儀

 

　　中、瑞合作有效載荷，國際首次在月表開展中性原子探測，用于研究太陽風和月表相互作用

 

　　中性原子探測儀，將主要對月表的中性原子進行測量，這是中國、瑞典合作的有效載荷，安裝在巡視器上。

 

　　為什么要測量月表中性原子？中方首席專家張愛兵研究員解釋說，這主要為了研究太陽風與月表的微觀相互作用、月表濺射在月球逃逸層形成和維持中的作用。太陽風為帶電粒子，因為月球沒有大氣和全球磁場，粒子會直接打到月表，部分會被月表反射并變成中性原子，同時太陽風離子打在月表也會將月表物質(zhì)成分濺射出來形成中性原子。這臺載荷會在不同的地形地貌上以及不同的地方獲取太陽風與月表相互作用的不同結(jié)果。

 

　　張愛兵表示，研究太陽風和月表相互作用，可以根據(jù)研究結(jié)果和其他行星進行類比，以此研究太陽風和其他類似星體的相互作用，為后續(xù)科學研究提供數(shù)據(jù)。

 

　　全景相機

 

　　拍攝月球地形地貌，分辨率與人眼相當

 

　　全景相機載荷主任設(shè)計師楊建峰介紹，嫦娥四號上搭載的全景相機與嫦娥三號上搭載的全景相機是“雙胞胎”，由中科院西安光機所同時研制生產(chǎn)。

 

　　楊建峰說，全景相機放在巡視器的桅桿上，主要發(fā)揮照相導航的作用。相機離月面大概1.5米，可以以桅桿為中心旋轉(zhuǎn)將地形地貌拍攝清楚。相機分為黑白和彩色兩種模式，分辨率和人眼相當。此外，全景相機對光譜儀和雷達的測量對象也有指導作用。

 

　　地形地貌相機

 

　　可對周圍進行360度成像

 

　　該載荷主任設(shè)計師鐘杰介紹，地形地貌相機由中科院光電技術(shù)研究所研制，這臺載荷安裝在著陸器的云臺上，受云臺控制，展開后將對周圍進行360度成像，獲取著陸器周圍的光學圖像，用于月球地形地貌的科學考察。

 

　　與此同時，地形地貌相機還負責監(jiān)視巡視器圍繞著陸器的運動過程，當月球表面溫度較高時采取閉儲狀態(tài)。

 

　　測月雷達

 

　　對巖石、分層、熔巖等目標進行探測

 

　　測月雷達載荷主任設(shè)計師周斌介紹，該載荷由中科院電子所研制，與嫦娥三號搭載的測月雷達沒有差別，但卻是重新生產(chǎn)的產(chǎn)品。

 

　　據(jù)介紹，測月雷達的工作原理為向地下發(fā)射微波信號，在碰到不連續(xù)平面時發(fā)生反射，根據(jù)接收的信號可以對巖石、分層、熔巖等目標進行探測。該載荷安裝在月球車上，可以隨著月球車的軌跡形成月球介質(zhì)剖面，通過數(shù)據(jù)還可以分析月壤厚度、月壤下是否有巖石空洞、月壤下巖石間的分界面、淺層巖石結(jié)構(gòu)等。

 

　　紅外成像光譜儀

 

　　能看到月面0.1米分辨率的月表礦物特征

 

　　紅外成像光譜儀載荷副主任設(shè)計師徐睿介紹，該載荷由上海技物所研制生產(chǎn)。紅外光譜儀與相機有所不同，光譜儀是將顏色更加細分之后對每個很窄的帶寬顏色進行成像，因而觀測的尺度更加微觀，可以看到月面0.1米分辨率的月表礦物特征，同時，還能夠在紅外波段對目標的光譜成分進行有效探測。

 

　　徐睿告訴記者，紅外光譜儀是唯一一臺器上可以進行化學成分分析的設(shè)備。使用該載荷，利用太陽的被動光源獲取太陽光照下的反射光譜，可識別已獲取光譜與何種物質(zhì)匹配。

 

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