《中國科學(xué)報(bào)》11月25日?qǐng)?bào)道，11月21日，根據(jù)中國國家航天局探月與航天工程中心公布的消息，玉兔二號(hào)月球車結(jié)束寒冷漫長(zhǎng)的月夜休眠期，受光照成功自主喚醒，恢復(fù)月面工作，進(jìn)入第十二個(gè)月晝工作期。至此，嫦娥四號(hào)在月球背面工作時(shí)長(zhǎng)已突破300天，達(dá)到322天；“玉兔二號(hào)”月球車行駛里程也成功突破300米，達(dá)到318.62米，實(shí)現(xiàn)“雙三百”突破。

與此同時(shí)，利用“玉兔二號(hào)”數(shù)據(jù)開展的科學(xué)研究也交出一份漂亮成績(jī)單。11月19日，由中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所等多家科研機(jī)構(gòu)組成的團(tuán)隊(duì)在《地球物理研究快報(bào)》（Geophysical Research Letters）上發(fā)表論文，揭示了嫦娥四號(hào)著陸區(qū)馮·卡門撞擊坑地形演化歷史，為認(rèn)識(shí)該區(qū)域地質(zhì)演化歷史和物質(zhì)來源提供了重要信息。

研究者供圖

嫦娥四號(hào)著陸區(qū)馮·卡門撞擊坑填深部的玄武巖之后，先后疊加了來自艾德勒和芬森坑的濺射物，之后又疊加了大量的小撞擊坑，形成了著陸區(qū)現(xiàn)在的地形。

肩負(fù)使命的“玉兔”

作為月球上最大和最古老的撞擊盆地，月球南極艾肯盆地的演化過程一直受到全世界科學(xué)家高度關(guān)注。

今年1月3日，作為嫦娥三號(hào)的備份，原本不在探月工程“繞落回”三部曲計(jì)劃內(nèi)的嫦娥四號(hào)被科學(xué)家“安排”去了月球背面。嫦娥四號(hào)著陸器攜帶玉兔二號(hào)月球車，在月球南極艾肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑著陸，實(shí)現(xiàn)人類探測(cè)器首次在月球背面著陸，正是為了探索這塊“處女地”的諸多奧秘。

“前人研究推測(cè)，南極艾肯盆地形成過程中可能挖掘出了月球深部物質(zhì)，即下月殼甚至上月幔的物質(zhì)?！?論文第一作者、中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所邸凱昌研究員告訴《中國科學(xué)報(bào)》。

而已有證據(jù)顯示，馮·卡門撞擊坑實(shí)際上并不是直接暴露于月表的原始月球深部物質(zhì)，其底部被后期噴出的玄武巖所充填，并且在嫦娥四號(hào)著陸區(qū)之上還覆蓋了來自另一個(gè)撞擊坑“芬森坑”的濺射物。

玉兔二號(hào)月球車光譜儀分析的月壤是我們想要了解的深部物質(zhì)嗎？那些濺射物到底從哪里來？它們又經(jīng)歷了什么樣過程？有了這些問題的答案，就能描述出馮·卡門撞擊坑的形成過程?？茖W(xué)家們期待，攜帶了可見和近紅外光譜儀的玉兔二號(hào)可以通過就位探測(cè)南極艾肯盆地，回答這個(gè)重大的命題。

鎖定濺射物的第二個(gè)來源

玉兔二號(hào)月球車開始工作以來，來自中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室行星遙感團(tuán)隊(duì)與澳門科技大學(xué)、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所、北京航天飛行控制中心、中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的科研團(tuán)隊(duì)通力合作，利用月球車立體相機(jī)近距離獲得的高分辨率影像開展著陸區(qū)形貌及其形成過程研究。

同月球上大多數(shù)大撞擊坑一樣，馮·卡門坑內(nèi)也被玄武巖所充填?！坝捎谠虑蛐鋷r漿的粘度很小，就像機(jī)油倒在地面，其坑底地形整體應(yīng)該相當(dāng)平坦?！臂P昌介紹。

然而，玉兔二號(hào)全景立體影像不僅發(fā)現(xiàn)這里有大量的小撞擊坑，地形趨勢(shì)也崎嶇不平。研究人員利用玉兔二號(hào)在多個(gè)停泊點(diǎn)獲取全景立體影像制作了5厘米分辨率“數(shù)字高程模型”。

模型顯示，著陸區(qū)地形東北高、西南低，在東南至西北方向有波浪狀的起伏。研究人員判斷，這些地形起伏顯然不是由小的撞擊坑引起的，而可能是堆積在平坦玄武巖基底之上、至少二層來自周圍撞擊坑的濺射物。

再結(jié)合已有的中低分辨率高程數(shù)據(jù)，除了位于馮·卡門坑?xùn)|北的芬森坑，他們鎖定了濺射物的第二個(gè)來源——位于馮·卡門坑?xùn)|南的艾德勒坑。

勾勒演化過程

進(jìn)一步量測(cè)和解譯證實(shí)，著陸區(qū)所覆蓋的濺射物厚達(dá)60-70米，最上層的東北-西南向線性濺射物來自芬森坑，疊加在東南-西北向的地形隆起上，這一地形隆起則是來自艾德勒坑的濺射物。

撞擊坑數(shù)值模擬表明，來自芬森坑和艾德勒坑濺射物在著陸點(diǎn)的厚度分別為約30米和35米?！盀R射物厚度累計(jì)值與著陸點(diǎn)與馮·卡門坑底玄武巖的高差一致，說明在玄武巖基底之上確實(shí)疊加了這兩層濺射物。”邸凱昌介紹。

“芬森坑和艾德勒坑是在南極艾肯盆地形成之后的撞擊挖掘形成的，它們內(nèi)部并沒有后期玄武巖的填充，因此這兩個(gè)坑內(nèi)部物質(zhì)及其濺射物實(shí)際上來自南極艾肯盆地底部，是月球深部物質(zhì)?！彼M(jìn)一步解釋。

至此，馮·卡門坑的地形演化歷史被勾勒出來：充填深部的玄武巖之后，先后疊加了來自艾德勒和芬森坑的濺射物，之后又疊加了大量的小撞擊坑，形成了著陸區(qū)現(xiàn)在的地形。

這表示，“玉兔二號(hào)所分析的月壤基本上與下伏的玄武巖無關(guān)，主要是來自芬森坑濺射物，可能有少量艾德勒坑濺射物的貢獻(xiàn)，為認(rèn)識(shí)月球的深部物質(zhì)組成給出了重要的約束?！?論文通訊作者、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所研究員林楊挺總結(jié)。

該項(xiàng)研究得到了中國科學(xué)院先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、澳門科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金的資助。

作者：甘曉