在月球上观测宇宙与众不同 载人登月空间天气预报也非常重要

“美国阿波罗计划17次把宇航员送上太空，都完美地避开了太阳质子事件。是他们特别幸运吗?”

4月24日，2021年“中国航天日”探月工程论坛在南京举行，中科院国家空间科学中心主任王赤院士抛出这样一个问题。

答案显而易见，当然不是。“美国很早就开展太阳质子事件预报，并避开了太阳爆发。”王赤说，我们未来的载人登月，空间天气预报也非常重要。

2020年12月17日，嫦娥五号带着1731克月球样本返回地球，宣告我国探月工程“绕、落、回”三步走战略圆满完成。

那么，探月工程只是为了从月球取回一罐土吗?当然不是。

在当天的论坛上，来自中科院国家天文台的王竞研究员、中国地质大学(武汉)的肖龙教授，以及王赤院士，先后从月基天文观测、月球地质演化、空间物理探测三个方面，阐述了我国在探月工程基础之上取得的三大科学成果。

在月球上看星空有啥不一样

“在月球上观测宇宙一直是天文学家的梦想!”王竞解释说，一是月球真空度高，可以开展紫外等地面无法完成的观测;二是月球自转缓慢，可对天文目标长期监测;三是月球的背面电磁噪声极低，利于开展长波射电天文观测。

截至目前，仅有中美完成月基天文观测。美国阿波罗16号携带了一台远紫外相机;我国的嫦娥三号和四号，分别携带了月基光学望远镜和低频射电天线。

不同的是，阿波罗16号的相机是手持人工操作，而我国是首次依托地外天体开展自主天文观测。这种无人自动观测的好处，一是精度高，指向定标精度达0.05度，指哪打哪;二是工作时间长，实现3年观测、2年实验。

王竞介绍，通过嫦娥探月工程，我国已实现三大天文科学成果，包括双星演化的物质交流，环月北极的紫外巡天，和揭示月球大气层“水”含量特别少。

而嫦娥四号任务略有不同，它率先进行甚长波天文观测试验，目前正在进行数据的定标和分析。

月球怎么形成的 多打几钻才知道

肖龙说，早期的月球也有火山喷发和磁场，但是从什么时候开始，月球变成一片死寂，现在大多是猜测，缺少一些关键证据。

“美国阿波罗计划采集的岩石样本都是30亿年以上的，所以当时国际科学界认为月球在30亿年前就‘死了’，但最新的遥感观测结论并非如此。”肖龙说，我国科学家研究发现，月球的火山活动持续到了十几亿年前，改写了人类对月球形成的认知。

肖龙说，嫦娥五号获取的月壤有五大潜在科学价值：一是限定月球火山活动时限;二是校正月球撞击坑年代曲线;三是揭示深部月幔性质和岩浆来源深度;四是制约月球磁场结束时间;五是优化月球岩浆洋模型，有望解决月球科学重大问题。

空间天气研究有了“月球气象站”

太阳风、粒子、磁暴……王赤院士的研究是“避实就虚”。

他主持的空间物理研究，一方面要测月，开展近月空间及月表探测，关注月球的空间环境;另一方面是测地，把月球作为天然的卫星平台，对地球空间进行观测。这些研究包括：太阳风、地球风与月球相互作用，粒子与月表的微观作用过程、月表辐射特征，地球等离子体层结构及其对磁暴和亚暴的响应等。

王赤打比方说，过去研究太阳风与地球作用、地球磁层等问题，就像盲人摸象，现在站在38万公里之外，看到全景认识也就更全面了。

从嫦娥一号到四号，我国在空间物理研究上取得了丰硕成果，部分为国际首次。未来将聚焦大尺度的地球空间多圈层耦合研究，以及为月球开发利用提供空间环境保障支援。

在太空中，宇航员和科学仪器极易受到太阳耀斑、日冕暴发等灾害性空间天气的伤害。王赤说：“现在空间预报的水平大概相当于地面天气预报六七十年代的水平，所以道路还很漫长。”未来将要从三个方面提高：一是对物理规律的了解;二是要有独立自主的探测数据;三是要有数值预报的模式。

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