正在阅读: 月表中子与辐射剂量探测仪:为登月架起保护伞

月表中子与辐射剂量探测仪:为登月架起保护伞

2019-01-07 09:15来源:科学网

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  中子与辐射剂量探测仪仪器照片(中科院国家空间科学中心供图)

  中子与辐射剂量探测仪测试现场(中科院国家空间科学中心供图)

  中德双方PI合影(中科院国家空间科学中心供图)

  国际合作,是此次嫦娥四号的亮点之一。嫦娥四号共搭载了9台科学载荷,其中有3台是国际载荷。

  这3台国际载荷中,有一个名叫“月表中子与辐射剂量探测仪”(LND)的载荷由中国科学院国家空间科学中心和德国基尔大学联合完成。

  “这台仪器将能够探测着陆区的辐射剂量,为未来的载人登月航天员的危险度进行前期评估,提供相应辐射防护的依据。” LND中方首席专家-中科院国家空间科学中心研究员张珅毅在接受《中国科学报》采访时说。

  “高能预警”:评估月球表面的辐射有多强

  日常生活中,太阳光太强烈的时候,很多爱美的姑娘会戴上遮阳帽或撑起遮阳伞,防止皮肤被紫外线晒伤。紫外线,就是地球上一种最常见的光辐射。不过,相较于宇宙中的高能粒子辐射,紫外线已经算是相当“温和”的了。

  亘古以来,地球上包括人类在内的生物,被两层“保护伞”保护着,一层是地球磁场,另一层是地球大气层。

  “大部分宇宙高能粒子在磁层中会被偏转、束缚,即便粒子逃脱了磁层的束缚,还要面临大气层的抵挡,这些粒子打到大气层上,会被减速,并被分裂成更小的粒子。”张珅毅说。

  不过,月球上的辐射环境可没有地球上这么让人有安全感,宇宙中的高能粒子时刻都会对人体或仪器设备造成伤害。

  “月球上没有地球的两层‘保护伞’,深空中的太阳宇宙线会直接打到月球表面。如果将来我们的航空器或航天员登陆月球,必然会遭受高能粒子带来的辐射损伤。”张珅毅说。

  要避免这些伤害,就要知己知彼,未雨绸缪,然而目前国际上关于月球辐射情况的有效数据几乎是空白。

  张珅毅告诉记者,过去四五十年里,国际对月球的关注度一直不高,尽管近年来美国等航天大国重拾了探索月球的“兴趣”,有效的月表辐射数据仍然匮乏。

  这次,中德联合研制的“月表中子与辐射剂量探测仪”,主要目的正是评估月球表面究竟的辐射危害。

  “这将是近几十年国际上第一次对月表辐射剂量进行测量,我们获得的第一手月表粒子辐射测量数据对国家探月工程来说将是非常宝贵的数据资源。”张珅毅说。

  “一举多得”:研究太阳风暴寻找月球资源

  登月一次不容易,为了充分利用搭载机会,这个载荷还具备了其他本领。

  在评估辐射危害的同时,月表中子与辐射剂量探测仪的另一个主要目标是对太阳风暴的具体情况开展科学研究。

  太阳风暴是太阳上的剧烈爆发活动及其在日地空间引发的一系列强烈扰动,对人类的卫星、无线电通信和地面技术系统都会造成影响,因此也是科学家一直努力研究的对象。

  “月球摆脱了地球磁场的影响,能够更直接地探测到来自太阳的粒子信息,是研究太阳风暴的重要地点之一。在月球上,我们可以直接探测到太阳高能粒子的能谱及其随时间变化的特性,研究太阳风暴的起因,高能粒子传播规律等。”张珅毅说。

  除了评估辐射危害和开展太阳风暴相关研究之外,科研人员还为这台仪器设计了两个附加目标——在月球上寻找水冰和铁矿。

  1998年和2009年美国宇航局(NASA)分别发射了“月球探测器”(LP)和和“月球勘探轨道器”(LRO),曾经对月球水冰含量进行过探测,但是二者在水冰含量的数值结果上有出入。“这次,我们可以在一个具体着陆点上观测获得更加精确的数据。”张珅毅说。

  同时, “我们还希望能够在南极艾托肯盆地着陆点位置探测氧化铁的含量有多少。”张珅毅说。

  “同甘共苦”:反复磨合对接理解文化差异

  2015年,张珅毅接到了一封来自德国基尔大学罗伯特教授(Robert Wimmer–Schweingruber)的邮件。信中,罗伯特表示希望能够与中科院国家空间科学中心合作,一起完成月表中子与辐射剂量探测仪的项目遴选和研制工作。

  张珅毅及其团队长期致力于空间环境粒子辐射测量工作,也积攒了一定的工程经验和技术基础。经过中德双方的多次讨论,合作意向很快达成了。

  根据技术合作协议,作为中德合作完成的国际载荷,月表中子与辐射剂量探测仪的工程硬件研制工作由德方完成,中方负责接口协调、阶段性评审考核、交付后测试、标定试验等对接协调工作。

  “中国和德国的航天工程操作流程有很大的区别,中国航天有明确且严格的规范,比方说,仅仅是环境试验,我们的要求量就是德国的三四倍。”中科院国家空间科学中心高级工程师袁斌告诉记者。

  为了保证硬件指标符合我国航天要求,在合作过程中,双方一直在反复磨合。“严格管理一直是中国航天高成功率的保障,而我们起到的就是解释沟通和润滑作用。”张珅毅说。

  合作过程中,负责数据分析工作的中科院国家空间科学中心副研究员王春琴帮助德方写作整理了一大堆材料,反复与对方确认技术细节,排查漏洞。“我们的细致认真赢得了他们的尊重,双方的合作也是一次相互学习的过程,在工作理念、创新思路方面,我们都有所收获。”王春琴说。

  记者了解到,月表中子与辐射剂量探测仪获得的数据将由中德双方数据共享并共同对外发布。(倪思洁)

[责编:赵清建]

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 香港各界举行“守护香港”集会 护法治反暴力

  • 河南义马气化厂爆炸事故现场搜救工作基本结束

独家策划

推荐阅读
中外科学家在距今约1.64亿年的侏罗纪地层中发现并证实了迄今最早具有完整舌骨的原始哺乳动物化石,19日出版的《科学》杂志介绍了这一研究成果。沈阳师范大学拥有一支高水平国际化古生物研究队伍,近年来先后产生了赫氏近鸟龙、巨齿兽等一批重大科技研究成果。
2019-07-19 16:12
置身在西宁海洋世界科普馆面积28000平方米的场馆内,仿佛来到了奇幻的海底龙宫,水藻珊瑚色彩斑斓,各类鱼群悠闲自在。作为整个海洋世界科普馆的“明星”,两只来自俄罗斯的白鲸和八只来自日本的瓶鼻海豚一来到高原就引起了高度关注。
2019-07-19 16:12
19日,《科学》杂志以研究长文(Research Article)的形式在线发表了中国工程院院士、南开大学校长曹雪涛课题组的研究,研究发现细胞核内存在能特异性识别病毒DNA的天然免疫受体分子,可启动对病毒的“强反击”。
2019-07-19 10:31
南极—艾特肯盆地在大约40亿年前形成,是太阳系中保存下来的最大的陨石坑。今年4月,研究人员在《地球物理通讯》月刊撰文称,南极—艾特肯盆地地下深处埋藏了约2.4千兆吨的巨量金属,其显然正在改变月球的引力场。
2019-07-19 10:55
从1969年7月到1972年12月,总共有12位美国宇航员通过“阿波罗计划”踏上了月球。
2019-07-19 10:54
1969年7月20日,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗走出登月舱,踏上月面,并说出了此后在无数场合被广泛引用的名言:“这是个人迈出的一小步,却是人类迈出的一大步。时代的车轮滚滚向前,如果每个国家和地区都不放弃联接更多智慧,不排斥汲取更多力量,人类必将取得更伟大的成就。
2019-07-19 10:52
为什么大脑可以产生复杂的动力学行为,形成丰富的大脑认知功能,其与相对稳定的大脑结构又有什么关系,这些问题始终是脑神经科学与复杂网络动力学领域的热点话题。
2019-07-19 10:51
自从“阿尔法狗”战胜李世石,运用神经网络与深度学习的人工智能给人们留下了“无所不能”的印象。
2019-07-19 10:49
日前,浙江天台县侦破了一起篡改他人高考志愿案件。无独有偶,河南中牟县也发现了一起篡改他人高考志愿事件,乔某因为琐事与同班同学刘某发生矛盾,恶意篡改了刘某的高考志愿。
2019-07-19 10:48
近日,一项鼻纹识别解决方案,一经推出就大受好评,并已最先应用于犬只身份认证。这一方案将有助于城市中的宠物管理,使AI寻宠、宠物门禁、在线犬证办理等成为可能。
2019-07-19 10:47
据吉林大学透露,该校生物考古学国际创新团队最近发现了迄今为止人类颅骨人工变形最早的实物证据。这项研究由吉林大学考古学院教授张全超和美国得克萨斯A&M大学博士王谦共同牵头完成。
2019-07-19 10:45
斯坦福大学医学院研究团队最近一项发表在《自然》上的论文指出,斑马鱼睡眠时的神经活动特征与人类相似。这意味着睡眠活动至少在4.5亿年前已经演化出来,此时地球上的动物仍然全部生活在海中。
2019-07-19 10:44
攀上“海上第一仙山”1132.7米海拔高度的崂山巨峰,尽览碧波万顷的黄海与繁花似锦的崂山山海相连、山光海色的美景,令人流连忘返。为科技企业增添创动力,崂山区围绕创业、创新、财政、税费、融资、人才、对外合作、政务服务等八大方面打出政策资金的“组合拳”。
2019-07-19 10:43
“我国年工业用能约29.1亿吨标准煤,但其中150摄氏度以下余热(低品位热能)往往是‘废热’,其总量相当于工业用能的14.2%。如果40%的余热能得到有效利用,一年就能节约1.65亿吨标煤,意义巨大。”上海交通大学制冷与低温工程研究所所长王如竹说。
2019-07-19 10:42
7月18日,由哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司自主研发、设计、制造的藏区最大水电站四川雅砻江两河口水电站首台混流式水轮机导水机构制造成功,通过业主公司雅砻江流域水电开发有限公司的验收。
2019-07-19 10:41
首批科创板挂牌企业鸣锣在即,作为科创板上市企业后备军,成长型科创企业跃跃欲试。培训班上,上海市科技创业中心与多家银行、证券、服务机构签署科创企业上市培育库首批特约服务商协议。
2019-07-19 10:41
在“你是什么垃圾”的善意调侃下,垃圾分类已成创业者的“新风向”,一个隐藏的千亿市场由此打开。曹磊说:“看似简单,但很多人还是会惊奇地发现,自己居然分不清楚垃圾的类别,垃圾分类小程序因此应运而生。
2019-07-19 10:40
7月18日,“探索一号”TS12航次科考第二航段正式开跑。早上8时,深潜器按照原定计划被推出潜器库,滑过轨道到达主吊缆下方,被吊起入水。
2019-07-19 10:33
1969年7月20日,“阿波罗11号”登月成功,人类的足迹首次踏上月球。50年前,科技远没有今天发达,宇航员靠什么飞到38万公里外,并在月球上安全着陆?
2019-07-19 10:32
传输矩阵方法是一套基于波动光学的数学方法,可依此法求解半透明有机太阳能电池的相关光学性能参数,建立光电转化率和透明度与膜系厚度之间的函数关系。相比之下,有机光伏材料不仅具有高度可调的光学性质,而且易制成半透明的有机薄膜,因而在半透明光伏领域具有更大的应用潜力。
2019-07-18 10:18
加载更多