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月球南极

月球极点

月球南极是科学家们特别感兴趣的地方，因为该区域永夜坑处于永久阴影中，因此可能存在水冰。在月球南北二极中，南极可能更有趣，因为该区域的阴影区远大于北极[1]。南极陨石坑坑底是月球上唯独阳光照射不到的地方，因而，南极陨石坑是含有早期太阳系化石记录的寒冷深窖[2]。 相較之下，月球北極地區類似的掩蔽隕石坑數量就少得多。[3]

克莱门汀号拍摄的月球南极区

地理

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月球南極位於極地南極圈的中心（南緯80°至南緯90°）[4][5]。 月球南極已從數十億年前的原始位置偏移了5 度[來源請求]。這種偏移改變了月球的旋轉軸，使陽光能夠到達以前被陰影的區域，但南極仍然具有一些完全陰影的區域。 軸旋轉與橢圓平面成 88.5 度。 相反，南極還包含永久暴露在陽光下的區域。 南極地區有許多隕石坑和盆地，例如南極-艾托肯盆地，這似乎是月球最基本的特徵之一[6]，還有山脈。 南極平均溫度約為 260 K（−13 °C；8 °F）[6]。

陨石坑

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根据月球勘测轨道飞行器上红外线辐射计所测量数据构建的月球南极图

月球的自转轴点位于沙克尔顿坑内，最接近南极的著名撞击坑有：德·杰拉许陨石坑、斯维德鲁普陨石坑、舒梅克环形山、福斯蒂尼陨石坑、霍沃思环形山、诺毕尔环形山和卡比厄斯环形山。

探索

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月球南极区域图. (>南緯80°S)
 
月球南極15度範圍內的斜坡度數

有数个国家的探测卫星从绕月轨道对月球南极地区进行过探索。通过美国的月球轨道器、克莱门汀号、月球探勘者、月球勘测轨道飞行器、日本的辉夜姬号和印度的月船1号等实施了广泛的研究，發現了月球水的存在。美国太空總署的月球坑观测和传感卫星在卡比厄斯环形山坑中发现了大量的水[7]。月球坑观测和传感卫星任務故意撞向卡比厄斯环形山的地面，從樣本中發現它含有近5%的水。[8]

月球勘測軌道飛行器

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月球勘测轨道飞行器 (LRO) 由美国太空總署於2009年6月18日發射，目前仍在繪製月球南極地區的地圖。這項任務將幫助科學家了解月球南極地區是否有足夠的可持續資源來維持永久載人太空站。 LRO 攜帶占卜者月球輻射計實驗(Diviner Lunar Radiometer Experiment)，該實驗研究南極表面的輻射和熱物理特性。它可以檢測反射的太陽輻射和內部紅外線發射。 LRO占卜者實驗能夠探測到月球水冰可能被困在表面的位置。

月球坑观测和传感卫星

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月球坑观测和传感卫星（LCROSS）是由美国太空總署營運的機器人太空船。該任務被認為是確定在月球極地地區檢測到的氫的性質的一種低成本手段。[9] 在月船一號發現月球水後立即發射，[10] LCROSS 的主要任務目標是進一步探討月球極地附近永久陰影隕石坑(永夜坑)中是否有冰形式的水。[11] 它是與月球勘测轨道飞行器 (LRO) 及其半人馬座上級一起發射的。成功確認月球南部卡布斯環形山有水。[12]

月球撞击探测器

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印度空间研究组织(ISRO)于2008年10月22日自月船1号发射了月球撞击探测器（英语：Moon Impact Probe）(MIP)，后者按计划在沙克爾頓坑边缘附近硬着陆。月球撞擊探測器於2008年11月14日國際標準時間20時06分與繞月軌道運行的月船一號分離，並在近25分鐘後按計劃在沙克爾頓坑邊緣附近墜毀。透過這次任務，印度成為第一個硬著陸或撞擊月球南極的國家。这是目前世界上唯一一次探测器硬着陆月球南极的事件。

月球25號

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俄羅斯於2023年8月10日發射了“月球25號 ”月球著陸器。[13] 月球25號花了五天時間到達月球，然後又繞著這顆天然衛星轉了五到七天。太空船隨後計劃降落在月球南極地區的[[博古斯瓦夫斯基环形山[[山附近。在將探測器縮小到著陸前軌道的過程中，月球25號出現了 「緊急情況」。月球著陸器在下午2點57分（格林尼治標準時間11時57分）突然失去通訊。月球25號只是一個登陸器，主要任務是驗證著陸技術。這次任務攜帶了 30公斤（66磅）的科學儀器，包括一個用於採集土壤樣本的機械手臂和可能的鑽探硬體。[14] 這次發射是用聯盟-2.1b 號火箭和佛盖特上面级 (Fregat)上面級從东方航天发射场進行的。[15][16]

月船3号

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印度空间研究组织於2023年8月23日成功在月面着陆的月船3号是首个在月球南极地区着陆的探测器[17]，但其着陆点纬度为南緯69°，并非南緯80°以上的月球南极范围内，只是月球高纬度地区；尽管如此，月船3号仍是目前所有着陆器中最靠近月球南极点的。[18]

嫦娥6号

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中国国家航天局于2024年5月3日发射嫦娥六号月球探测器，并于6月2日软着陆月背南极-艾特肯盆地的预选着陆区。6月6日，嫦娥六号自着陆点附近起飞，携带月壤与月球轨道器组合并对接，正在返回地球（2024年6月10日）。

資源

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主条目：月球資源
月球表面化學成分[19]
化合物 分子式 組成
月海 高地
二氧化硅 SiO2 45.4% 45.5%
氧化鋁 Al2O3 14.9% 24.0%
氧化鈣 CaO 11.8% 15.9%
氧化亚铁 FeO 14.1% 5.9%
氧化鎂 MgO 9.2% 7.5%
二氧化鈦 TiO2 3.9% 0.6%
氧化钠 Na2O 0.6% 0.6%
  99.9% 100.0%

太陽能、氧氣和金屬是南極地區豐富的資源[20]。 通過在南極附近建立月球資源處理設施，太陽能發電將允許幾乎持續運行[21]。 已知存在於月球表面的元素包括氫 (H)[22]、 氧 (O)、矽 (Si)、鐵 (Fe)、鎂 (Mg)、鈣 (Ca)、鋁 (Al) ）、錳（ Mn）和鈦（Ti）。 其中較豐富的是氧、鐵和矽。 氧含量估計為 45%（按重量計）。

未来

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未来对月球南极的勘探计划包含一项由私人公司-沙克尔顿能源公司执行的任务。2016年后，沙克尔顿公司打算将一架自动探测车发射到月球上以“识别和描述环境、测定或定位南北极陨坑中合适水冰的蕴含量”[23]。

月球使命一[24]是一个由英国主导，2014年宣布并计划在2024年执行的无人探月任务[25]。它将尝试登陆月球南极，然后在月表钻探至少20米，甚至100米深。这将可大大改善对月球组成成分、地质史以及结构的认识，揭示有关早期太阳系的一些新线索。该计划试图通过Kickstarter网站以众筹方式来募集所需的项目资金[26]。

中国国家航天局于2024年5月3日发射嫦娥六号探测器，前往南极-艾托肯盆地的阿波罗环形山进行无人取样返回任务。并预计在2026年發射嫦娥七號探测器，在月球南極沙克尔顿坑進行探测任務。

美国NASA的阿耳忒弥斯计划計劃已提議著陸多個機器人著陸器和漫遊車（CLPS），為2026年阿提米絲3號載人登陸南極地區做準備[27]。

参见

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参考文献

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  1. ^ South Pole Region of the Moon as Seen by Clementine. NASA. June 3, 1996 [March 4, 2010]. （原始内容存档于2012-02-27）. 
  2. ^ NASA Takes Aim at Moon with Double Sledgehammer. Space.com. February 27, 2008 [March 4, 2010]. （原始内容存档于2010-03-24）. 
  3. ^ South Pole Region of the Moon as Seen by Clementine. NASA. June 3, 1996 [March 4, 2010]. （原始内容存档于27 July 2011）. 
  4. ^ Lunar South Pole. 互联网档案馆的存檔，存档日期24 June 2017. NASA. 2017. Accessed on 16 July 2019.
  5. ^ The Lunar Arctic Circle. 互联网档案馆的存檔，存档日期29 December 2018. Xefer. October 10, 2011.
  6. ^ 6.0 6.1 Spudis, P. D.; Stockstill, K. R.; Ockels, W. J.; Kruijff, M. Physical Environment of the Lunar South Pole from Clementine Data: Implications for Future Exploration of the Moon. Abstracts of the Lunar and Planetary Science Conference. 1995, 26: 1339. Bibcode:1995LPI....26.1339S. 
  7. ^ Chang, Kenneth. LCROSS Mission Finds Water on Moon, NASA Scientists Say. The New York Times. November 13, 2009 [March 4, 2010]. （原始内容存档于2021-07-05）. 
  8. ^ [(2017). Retrieved 29 March 2017, from https://lunar.gsfc.nasa.gov/lessonkit/Diviner-Planning%20a%20Mission%20to%20South%20Pole.pdf 互联网档案馆的存檔，存档日期4 January 2023.].
  9. ^ Tompkins, Paul D.; Hunt, Rusty; D'Ortenzio, Matt D.; Strong, James; Galal, Ken; Bresina, John L.; Foreman, Darin; Barber, Robert; Shirley, Mark; Munger, James; Drucker, Eric. Flight Operations for the LCROSS Lunar Impactor Mission (PDF). NASA (Ames Research Center). April 25, 2010 [September 27, 2011]. （原始内容存档 (PDF)于2024-02-23）. 
  10. ^ Indian lunar mission finds water on moon. TheGuardian.com. September 24, 2009. 
  11. ^ LCROSS: Mission Overview. Nasa.gov. [November 14, 2009]. （原始内容存档于May 5, 2010）. 
  12. ^ Dino, Jonas; Lunar CRater Observation and Sensing Satellite Team. LCROSS Impact Data Indicates Water on Moon. NASA. November 13, 2009 [November 14, 2009]. （原始内容存档于January 6, 2010）. 
  13. ^ Запуск первой в истории современной России миссии на Луну запланировали на 11 августа [The launch of the first mission to the Moon in the history of modern Russia was scheduled for August 11]. TASS. 5 June 2023 [5 June 2023]. （原始内容存档于5 June 2023） （俄语）. 
  14. ^ Zak, Anatoly. The Luna-Glob lander. RussianSpaceWeb.com. 9 October 2019 [14 January 2020]. （原始内容存档于20 December 2019）. 
  15. ^ Запуск миссии "Луна-25" с космодрома Восточный запланировали на 22 августа [The launch of the Luna-25 mission from the Vostochny Cosmodrome was scheduled for August 22]. RIA Novosti. 8 April 2022 [8 April 2022]. （原始内容存档于8 April 2022） （俄语）. 
  16. ^ Россия запустит космический аппарат на Луну 1 октября 2021 года [Russia will launch a spacecraft to the moon on October 1, 2021]. RIA Novosti. 17 March 2020 [18 March 2020]. （原始内容存档于17 March 2020） （俄语）. 
  17. ^ Kumar, Hari; Travelli, Alex; Mashal, Mujib; Chang, Kenneth. ‘India Is on the Moon’: Lander’s Success Moves Nation to Next Space Chapter. The New York Times. 2023-08-23 [2023-09-30]. （原始内容存档于2023-08-23）. 
  18. ^ Did India land spacecraft near moon’s south pole? Top China scientist says not. South China Morning Post. 2023-09-27 （英语）. 
  19. ^ Taylor, Stuart R. Lunar Science: a Post-Apollo View . Oxford: Pergamon Press. 1975: 64. ISBN 978-0080182742. 
  20. ^ Why the Lunar South Pole? 互联网档案馆的存檔，存档日期5 September 2020. Adam Hugo. The Space Resource. 25 April 2019.
  21. ^ Lunar Resources: Unlocking the Space Frontier. 互联网档案馆的存檔，存档日期17 July 2019. Paul D. Spudis. Ad Astra, Volume 23 Number 2, Summer 2011. Published by the National Space Society. Retrieved on 16 July 2019.
  22. ^ S. Maurice. Distribution of hydrogen at the surface of the moon (PDF). [2023-08-13]. （原始内容存档 (PDF)于2020-09-05）. 
  23. ^ Shackleton Energy's cislunar economic development plans 互联网档案馆的存檔，存档日期2013-01-05. David Livingston interview with James Keravala, The Space Show, 14 Dec 2012, at 55:25-57:40, accessed 2012-12-22.
  24. ^ Lunar Mission One官方網站. [2021-12-26]. （原始内容存档于2021-12-03）. 
  25. ^ UK 'to lead moon landing' funded by public contributions. BBC. 19 November 2014 [19 November 2014]. （原始内容存档于2021-12-19）. 
  26. ^ LUNAR MISSION ONE: A new lunar mission for everyone.. Kickstarter. 19 November 2014 [19 November 2014]. （原始内容存档于2014-11-20）. 
  27. ^ Chang, Kenneth. For Artemis Mission to Moon, NASA Seeks to Add Billions to Budget . The New York Times. 25 May 2019 [25 May 2019]. （原始内容存档于25 May 2019）. Under the NASA plan, a mission to land on the moon would take place during the third launch of the Space Launch System. Astronauts, including the first woman to walk on the moon, Mr. Bridenstine said, would first stop at the orbiting lunar outpost. They would then take a lander to the surface near its south pole, where frozen water exists within the craters. 

外部链接

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