NASA擬發射新型航天器揭開月球固態冰之謎

美國國務院國際資訊局(IIP)《美國參考》Cheryl Pellerin從華盛頓報導，美國航空航天局(NASA)於4月10日在總部舉行新聞發佈會，該局"綜合探索任務執行委員會"(Exploration Systems Mission Directorate)副主任斯科特·霍羅維茨(Scott Horowitz)宣佈，該局預定2008年10月發射"月球軌道探測器"(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)，同時把一艘小型"二次荷載"(secondary payload)衛星送往月球。

霍羅維茨說，這個衛星名為"月球隕石坑觀察與感測衛星"(Lunar Crater Observation and Sensing Satellite,LCROSS) ，可不依賴月球軌道探測器自行探測固態冰(water ice)。

把LCROSS送上太空的建議是由NASA艾姆斯研究中心（NASA's Ames Research Center）提出的。衛星由美國諾斯羅普·格魯曼公司（Northrop Grumman Corporation）建造，將與月球軌道探測器一起在佛羅里達州NASA甘迺迪太空中心由同一架一次性使用的運載火箭送入太空。

NASA艾姆斯研究中心的丹尼爾·安德魯斯說："LCROSS的飛行任務給NASA提供了一次極好的機會解開月球固態冰之謎。"

LRO與LCROSS是2008年至2016年NASA多項無人飛行計畫的第一項任務。其目的是研究、測繪和瞭解月球表面的情況，為宇航員重返月球作準備。

月球軌道探測器

據NASA的"太空探索規劃"（Vision for Space Exploration），該局計畫在2020年之前把宇航員送回月球，並計畫最終要在月球建立一個前哨基地，作為飛向火星及火星以外太空邁出的第一步。

LRO是為實現這個規劃而設計的。衛星經過四天飛赴月球的航程後，將測繪月球的表面，並根據地面崎嶇程度、可利用的資源和幅射環境描述未來著陸點的特徵。

LRO飛行任務歷時一年，最初階段最重要的測量任務中有幾項涉及描述月球軌道深度空間幅射的特徵，測出月球的地貌，勘測氫資源，勘測月球兩極附近陰影區的溫度，造影永久陰影區的表面等。

LRO還將試圖勘察兩極寒冷地帶暗色巖中接近表面的水沉積物，分析未來可能著陸地點的特徵──已知月球資源中最大的未知數，並說明在兩極地區的陽光的可利用性(充分利用太陽能)。

勘測月球

波士頓大學天文學教授哈倫·斯彭斯(Harlan Spence)在NASA於2005年9月發佈的一份資料中說："我們確實需要瞭解更多關於月球幅射環境的情況，尤其是人們在那裏是否有可能不僅只停留幾天。"

LRO將使用"宇宙射線幅射效應望遠鏡"(Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation, CRaTER)幫助測量和繪製月球幅射環境圖。

斯彭斯及其同事們把幅射探測器置於具有不同厚度的的一種特製塑膠的後面，而該塑膠的濃度和組成成份與人類的肌體組織相同。通過這種方法他們將會得到迫切需要的資料。

LRO另一台感測幅射的儀器，"月球探索中子檢測器" (Lunar Exploration Neutron Detector, LEND)，得到俄羅斯聯邦太空局(Roscosmos)的部份資助。LEND將探測來自月球表面散發出被稱為中子的一些粒子的幅射，測量這些中子能量有多大，亦即對人的傷害有多大。

LRO還有一個鐳射裝置，時光脈衝照射至黑暗的隕石坑內。這個"月球軌道器鐳射測高儀"(Lunar Orbiter Laser Altimeter,LOLA)的主要目的在於繪製一張全月球的正確輪廓圖。

它還將測量每一道鐳射反射的光亮度。如果土壤中含有冰水結晶，那麼反射回來的脈衝明顯會更明亮。NASA說，LOLA本身無法證明是否有水，但在永久陰影區，更亮的脈衝將是有益的線索。

月球上有水嗎？

測定月球上是否有冰，即是否有水，對今後的太空之旅十分重要。

建立月球基地的可行性主要取決於有沒有水的問題，因為在月球上生活需要水，植物生長也需要水。水(H2O)還可分解成氧和氫，供呼吸和製造火箭燃料。水對阻擋太空幅射也非常有效。月球基地如果有1米左右的水環繞，有助於保護登月人員免受太陽耀斑(solar flares)和宇宙射線的照射。

為了發現月球上是否有水，另一種稱為"預言家"(Diviner)的LRO儀器將勘測儀器表明的溫度，便於科學家搜索冰可能存在的地方。甚至在兩極隕石坑的永久陰影裏，溫度必須很低才能防止冰蒸發。

Diviner將向LRO的其他感測冰的儀器提供備用資料，可確定在某些地帶某些表明冰存的跡象可能因溫度太高而不可信。

另一種儀器，"萊曼--阿爾法映射儀"(the Lyman-Alpha Mapping Project,LAMP)，通過遙感紫外光波長的特殊長度，勘測月球兩極永久陰影區隕石坑的黑暗世界，尋找冰存在的跡象。

固態冰具有獨特的"指紋"，波長與紫外光相同，有助於確定隕石坑中是否存在固態冰。

二次荷載

NASA艾姆斯研究中心的安德魯斯說，LCROSS將於2008年10月與LRO一起由同一架一次性運載火箭發射。在飛往月球途中，先發送LRO，然後LCROSS與LRO分別執行任務。

LRO將在月球軌道運行，而LCROSS及一次性運載火箭的上一級火箭將繼續飛行，約花90天的時間繞地球轉兩周。

安德魯斯說，在飛行結束階段，當LCROSS/上一級火箭接近月球南極時，上一級火箭投向南極的隕石坑，以衝擊力十分強的角度進行撞擊，形成1000公噸碎片的巨大煙雲。

在撞擊現場的上空，LCROSS的遙感器將直接測量固態冰、水蒸氣等化合物。

安德魯斯說，然後，"我們進行直接穿越煙雲的飛行，這樣我們就有極好的機會測量當場發生什麼、存在什麼。我們往下直飛進入某些礦物學要求達到的角度。這樣做，我們將瞭解很多情況。"

LCROSS衛星從煙雲中獲得資料，發回地球後，它本身還會對準月球進行撞擊，再次形成煙雲，供繞月球軌道飛行的航天器和地球觀察站進行觀測。

安德魯斯說："這項任務附帶的好處之一是，我們可為業餘天文學家提供一個機會，他們使用一定級別的望遠鏡就能從地球上親眼目睹......煙雲的形成。"

他說，這是一個好方法，可以讓公眾參與這項十分有趣的任務。

(完)

美國國務院國際資訊局http://usinfo.state.gov