Первое измерение температуры на месте теплофизических свойств реголита обратной стороны Луны
Лунный реголит представляет собой слой рыхло упакованных каменных зерен, отложившихся на лунной поверхности, физические и химические свойства которых важны для расшифровки геологической истории и разработки конструкции лунных космических аппаратов. Исследование теплопроводности лунного реголита привлекало большое внимание еще со времен Аполлона. Ранние измерения были сосредоточены на образцах реголита Аполлона, но экспериментальные данные были доступны только на нескольких посадочных площадках вблизи.
Космический аппарат CE–4 приземлился на 45,4446° ю.ш., 177,5991° в.д. на дне кратера фон Карман 3 января 2019 г. После приземления марсоход Yutu–2 был отпущен через развернутые два рельса. Четыре датчика температуры под концами рельсов начали измерять температуру местного реголита каждые 900 секунд. «Было здорово впервые провести контактные измерения температуры реголита на противоположной стороне», — говорит доктор Цзюнь Хуан из Китайского университета геонаук в Ухане, один из руководителей этого исследования.
Команда обнаружила, что размер частиц лунного реголита на месте посадки CE–4 составляет в среднем ~ 15 мкм по глубине, что указывает на незрелый реголит под поверхностью. Кроме того, кондуктивная составляющая теплопроводности составляет ~1,53 × 10–3 Вт· м — 1 · К — 1 на поверхности и ~8,48×10–3 Вт·м — 1 · К — 1 на глубине 1 м. Средняя объемная плотность составляет ~471 кг м –3 на поверхности и ~824 кг м –3 в верхних 30 см лунного реголита.
«Эти результаты обеспечат важную дополнительную «наземную истину» для будущего анализа и интерпретации наблюдений за глобальной температурой. Они также прольют свет на конструкцию будущих датчиков температуры и теплового потока на месте», — говорит Хуанг.
Г–н Сяо Сяо, доктор философии, кандидат Китайского университета геонаук и доктор Шуоран Ю из Университета науки и технологии Макао вместе с доктором Цзюнь Хуаном составили план анализа измерений температуры. Исследование длилось более 2 лет с 2020 года, несколько раз прерываясь из–за пандемии COVID. «Создание тепловой модели было трудным временем, но мне понравилось, — говорит Сяо. Запуск тепловой модели занимает очень много времени даже на высокопроизводительном кластере в Институте планетологии Китайского университета геонаук в Ухане.
Сяо и Ю обработали данные и провели теплофизическое моделирование. Исследование было опубликовано в National Science Review.
Подпись к изображению:
(а) Цветные графики рассеяния представляют собой измерение температуры реголита с помощью температурных зондов CE–4.
(b) Температура, измеренная около лунного полудня.
Предоставлено: Science China Press.
Написал degtyarchuk на cosmos.d3.ru / комментировать