在花了8年时间从阿波罗计划中恢复丢失的月球数据之后，科学家们在一项新的研究报告中，已经解开了一个数十年前的谜团，那就是为什么月球的地下表面在20世纪70年代略有变暖。自从阿波罗计划开始后不久，科学家们就一直在猜测月球变暖的原因，当时宇航员在月球上部署了探测器，以测量来自月球内部的热量。科学家们找回的丢失的数据磁带填补了20世纪70年代的记录空白，帮助研究人员确定了气候变暖的来源，就像阿波罗号宇航员自己一样。宇航员们在月球表面行走并驾驶月球车来扰乱土壤。
在1972年12月的阿波罗17号任务中，宇航员哈里森·施密特使用一个可调节的取样勺来提取月球样本。最新恢复的月球数据磁带显示，阿波罗号宇航员的活动使月球表面略微变暖。图片：NASA
结果月球反射回太空的太阳光线变少了，这使得月球表面温度升高了1-2摄氏度(1.8-3.6华氏度)。新的研究显示几乎是不可能在月球上部署宇航员或仪器不干扰其表面环境，可能是有价值的信息为未来的月球任务。德克萨斯州卢博克德州理工大学的行星科学家、这项新研究的主要作者Seiichi Nagihara说：在安装这些仪器的过程中，实际上可能会扰乱你想要进行一些测量的地方的表面热环境，这种考虑肯定会应用到下一代仪器的设计中，这些仪器有朝一日将被部署在月球上。
测量月球的热量
在1971年和1972年的阿波罗15号和17号任务中，宇航员使用探头测量月球的地下温度，并试图量化从月球核心到月球表面的热量流动。科学家们希望这些热流测量能告诉他们月球的核心是否和地球一样热，以及地壳和地幔会产生多少热量。从1971年到1977年，探测器测量了月球表面的温度和几米以下的地表温度。原始的温度数据被传送到休斯敦的美国宇航局约翰逊航天中心，并被记录在开卷磁带上。技术人员随后将磁带交给参与任务的科学家，由他们分析数据并存档。
左图:这张由宇航员詹姆斯·欧文拍摄的照片显示了从地面伸出的阿波罗15号热流探测器1的钻孔和电缆。在borestem周围，可以看到宇航员的脚印。右边:这张由宇航员哈里森·施密特拍摄的照片显示了从地面伸出的阿波罗17号探测仪的电缆。图片：NASA
但是当1977年热流实验结束时，只有1971年到1974年的磁带被保存在马里兰州格林贝尔特的戈达德航天飞行中心的国家空间科学数据中心(NASA空间科学任务数据档案馆)。剩下的磁带，大概还和分析这些磁带的科学家们在一起，从来没有被存档过，而且大部分都已经丢失了。2010年，Nagihara和他的几个同事决定追踪1975年至1977年的热量损失数据，以回答一些悬而未决的问题。一个长期存在的谜团是为什么在热流探测器部署后的几年里，月球的地下温度逐渐升高。行星科学家们就造成这种无法解释的变暖的原因争论了几十年。一些人怀疑这是由于宇航员的活动，而另一些人则认为这可能是由于月球轨道的变化或来自地球的过量辐射。
解决热之谜
当研究人员开始寻找丢失的数据时，发现NASA已经专门为存档创建了一套单独的磁带。在马里兰州萨特兰的华盛顿国家记录中心(Washington National Records Center)发现了440盘这些档案磁带，其中包含1975年4月至6月的数据。在休斯敦的月球和行星研究所，研究人员发现了数百份记录了从1973年到1977年热流探测器温度读数的每周日志。这些日志帮助科学家重建了档案磁带中没有记载的时代的温度读数——从1975年1月到1975年3月，到1975年7月到1976年2月，当这些仪器开始到达功能生命的尽头。科学家们花了几年的时间从几十年前的磁带中提取数据，又花了几年的时间来分析它们的内容，包括恢复描述每一个探头是如何校准的文件，以及如何处理每一个探头记录的数据。
阿波罗17号着陆点附近的月球勘测轨道飞行器(LROC)图像。注意，月球表面实验部署点周围的表面比周围的环境要暗。图片：NASA
丢失的磁带和每周的性能记录给了研究人员足够的新信息来梳理出神秘的升温原因。靠近地表的探头看到了一个更大的温度跳跃，它比探测器更早地看到了它，表明热量从表面开始，向下移动。研究人员还将新数据与月球勘测轨道飞行器上的月球表面图像进行了配对。这些图像显示，宇航员的活动扰乱了着陆地点的表面环境，使这些地区的月球土壤变暗。较暗的土壤从太阳吸收更多的光，这使它更温暖，研究人员怀疑这是导致变暖的原因。不需要太大的干扰就能使表面变得非常微妙。因此对历史数据的分析，以及对月球新图像的分析，确实帮助我们确定了月球表面是如何变暖的。
博科园-科学科普｜参考期刊：地球物理研究期刊｜来自：GeoSpace
发表于 2018-6-16 03:33
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