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4886威尼斯城官网科研人员在利用嫦娥四号数据获取月壤光度特性关键取得新进展

文章来源: | 发布时间:2020-06-10 | 【打印】【关闭】

  利用光学遥感手段获取的月球表面成分、粒径、容量风化等信息是理解月球形成与演化历史的要紧参考,准确获取这些信息的一个需要条件之一就是要理解月壤的光度特性。美国阿波罗计划的采样在实验室进行了月壤光度特性的测量,但是采样返回的月壤被扰动过了,而在实验室中模拟月球环境和月壤堆积状态是比较困难的,易于 无法判断月壤原始状态下的光度特性。在嫦娥四号成功登陆月球背面下的第十个月昼,玉兔二号月球车利用它所携带的可见光和近红外成像光谱仪,从旭日东升到日影西斜对同一个区域的月壤进行了持续的光谱探测,为科学家供给了理解月壤光度特性的绝佳机会。

  图一:玉兔二号月球车在月面进行光度测量实验 (A&A封面图)

  近期,中科院国家容量科学主题容量天气学国家细节实验室刘洋研究员与中科院地质与地球物理所林杨挺研究员TEAM合作,基于嫦娥四号可见光和近红外光谱数据,研究了原始状态下月壤的光度特性。在第十个月昼的科学探测中,玉兔二号一天保持不动,利用携带的可见光和近红外成像光谱仪对同一月壤区域进行了探测(如图一所示),并通过太阳的升落调节了观测的几何配置。由于月球表面有许多大小不一的撞击坑,月球表面也易于 崎岖不平,而地形的起伏会极大地改动局地光照和仪器观测角度。利用月球车携带的避障相机的立体成像,研究TEAM生成了光谱测量区域的DEM数据,计算出了垂直于月球车观测方向坡度(如图二所示),并推导出了受地形影响下的角度与原始角度之间的关系公式(如图三所示),最终基于此关系和坡度值,对光谱进行了地形校正。

  图二:测量月壤区域的高程(DEM)及平行和垂直于月球车观测方向的坡度

  图三:地形对光照和观测角度影响示意图

  利用地形校正下的光谱数据,研究人员提取了月壤的相位曲线,并利用三参数Hapke辐射传输模型拟合相位曲线的方法,获得了包括单次散射反照率和相位函数两个参数在内的光度散射月壤特性。研究结果表明,着陆区原始月壤颗粒的散射波瓣要高且窄得多,表现出更强的上向散射特性(如图四所示)。从原位测量中获得的光度参数为理解月壤的散射特性供给了要紧按照,进行地形校正下的光度参数对于获得着陆区更可靠的矿物丰度是至关要紧的,再是,研究结果也为轨道数据的光度校正供给了关键的地上真值。

  图四:Henyey-Greenstein相位函数参数b和c的关系,表征月表矿物颗粒的散射特性。

  该论文是刘洋研究员和林杨挺研究员基于玉兔二号第十个月昼的奇特数据合作文章系列的下篇,共同第一作者是中科院地质与地球物理所博士下林红磊和国家容量科学主题博士下杨亚洲。如该 结果于近期发表在万国一流期刊Astronomy & Astrophysics上,并被选为当期的封面文章。

  论文链接:https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/06/aa37859-20/aa37859-20.html 

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