【技术·航天】研究新发现：月球也会生锈？
#航天快讯#
众所周知，我们的月亮上没有空气！但研究表明月面存在赤铁矿，这是一种通常需要氧气和水的铁锈形式。这令科学家感到困惑。
长期以来，火星以其生锈而闻名。表面上的铁，再加上古代的水和氧气，赋予了红色星球以其色彩。但是，科学家最近惊讶地发现有证据表明我们的无气月球也生锈了。
《科学进展》上的一篇新论文回顾了印度太空研究组织的Chandrayaan-1轨道器的数据，该轨道器（该仪器是由美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室建造的）在2008年对月球表面进行调查时发现了水冰并绘制了各种矿物的图。由Chandrayaan-1的Moon Mineralogy Mapper仪器（或M 3）提供的数据中大量积水。水与岩石相互作用产生多种矿物，M 3探测到的光谱（或从地面反射的光）揭示出月球两极的组成与其余部分完全不同。
对此，科学家很感兴趣。尽管月球表面散布着富含铁的岩石，但仍然惊讶地发现与赤铁矿的光谱特征非常匹配。矿物是铁暴露于氧气和水中时产生的氧化铁或铁锈的一种形式。但是月亮不应该有氧气或液态水，那么它怎么会生锈呢？
金属之谜
谜团始于太阳风，即一束带电粒子流，从太阳流出来，用氢轰击地球和月球。氢气使赤铁矿难以形成。这就是所谓的还原剂，这意味着它将电子添加到与之相互作用的材料中。这与制造赤铁矿所需要的相反：为了使铁生锈，它需要一种氧化剂。虽然地球有磁场将其与氢隔绝，但月球却没有。这很令人困惑。 “月亮是赤铁矿形成的可怕环境。” 因此，JPL科学家Abigail Fraeman弗雷曼和Vivian Sun孙薇薇帮助分析M 3的数据并确认月球赤铁矿的存在。
弗雷曼说：“起初，我完全不相信它。基于月球上大气环境，它不应该存在。” “但是自从我们在月球上发现水以来，人们一直在猜测，如果水与岩石发生反应，可能存在比我们意识到的更多的矿物质。”
仔细观察后，弗雷曼和孙薇薇确信M 3的数据确实表明在月球极存在赤铁矿。孙薇薇说：“最后，光谱令人信服地含有赤铁矿，需要解释为什么它在月球上。”
三种关键成分
他们的论文提供了一个三个方面的模型来解释在这种月球环境下锈如何形成。
首先，尽管月球缺乏大气层，但实际上它有微量氧气存在。氧气的来源是我们的地球。地球的磁场像风向袋一样落后于行星。2007年，日本的Kaguya轨道飞行器发现，来自地球上层大气的氧气可以顺着这种尾随的磁尾状飞行。氧气的来源可能就是随地球延伸磁场磁尾一路远行23.9万英里（约合38.5万公里）来到月球。这一发现与M 3的数据相吻合，M 3的数据在月球地面对近侧发现的赤铁矿多于其远侧。“这表明地球上的氧气可能正在推动赤铁矿的形成。” 。
然后就是太阳风输送氢的问题。作为还原剂，氢应防止发生氧化。但是地球的磁尾有中介作用。地球除了向月球运送氧气之外，它还在月球轨道的某些时期（特别是在满月阶段）阻挡了超过99％的太阳风。这会在月球周期中形成生锈的机会。
第三部分是水。尽管月球大部分处于干燥状态，但在月球另一侧的阴影月球坑中仍可发现水冰。但是发现赤铁矿距离那块冰很远。相反，本文着重研究月球表面发现的水分子。李认为，经常移动到月球上的快速移动的尘埃粒子可以释放出这些水分子，并将其与月球土壤中的铁混合。飞扬时的撞击产生的热量可能会增加氧化速率；灰尘颗粒本身也可能携带水分子，将其植入表面，从而与铁混合。在恰好合适的时机（即当月球被太阳风遮蔽且存在氧气时）时，可能会发生生锈的化学反应。需要更多数据才能确切确定水与岩石的相互作用。这些数据还可以帮助解释另一个谜团：为什么在月球的另一端也形成了少量赤铁矿，而地球的氧气本该无法到达。
更多科学问题
弗雷曼说，这种模型也可以解释在其他无空气物体（如小行星）上发现的赤铁矿。她说：“可能是少量的水和尘埃颗粒的撞击使这些体内的铁生锈。”
李肇星指出，这是月球科学的激动人心的时刻。自上一次阿波罗登陆以来将近50年，月球再次成为主要目的地。美国国家航空航天局计划从明年开始发送数十种新的仪器和技术实验来研究月球，随后将在2024年开始执行人类任务，这是阿尔忒弥斯计划的一部分。
JPL还为名为Lunar Trailblazer的轨道器制造了M 3的新版本。它的仪器之一，高分辨率挥发物和矿物月球制图仪（HVM 3），将在月球上永久阴影的陨石坑内绘制水冰图，并且也许还能揭示有关赤铁矿的新细节。
孙薇薇说：“我认为这些结果表明，太阳系中发生的化学过程比以前所认识的要复杂。” “我们可以通过发送未来的探测器到月球表面，以检验我们的这些假设，从而更好地理解它们。”
文字：NASA
翻译：Space Doctor
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众所周知，我们的月亮上没有空气！但研究表明月面存在赤铁矿，这是一种通常需要氧气和水的铁锈形式。这令科学家感到困惑。
长期以来，火星以其生锈而闻名。表面上的铁，再加上古代的水和氧气，赋予了红色星球以其色彩。但是，科学家最近惊讶地发现有证据表明我们的无气月球也生锈了。
《科学进展》上的一篇新论文回顾了印度太空研究组织的Chandrayaan-1轨道器的数据，该轨道器（该仪器是由美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室建造的）在2008年对月球表面进行调查时发现了水冰并绘制了各种矿物的图。由Chandrayaan-1的Moon Mineralogy Mapper仪器（或M 3）提供的数据中大量积水。水与岩石相互作用产生多种矿物，M 3探测到的光谱（或从地面反射的光）揭示出月球两极的组成与其余部分完全不同。
对此，科学家很感兴趣。尽管月球表面散布着富含铁的岩石，但仍然惊讶地发现与赤铁矿的光谱特征非常匹配。矿物是铁暴露于氧气和水中时产生的氧化铁或铁锈的一种形式。但是月亮不应该有氧气或液态水，那么它怎么会生锈呢？
金属之谜
谜团始于太阳风，即一束带电粒子流，从太阳流出来，用氢轰击地球和月球。氢气使赤铁矿难以形成。这就是所谓的还原剂，这意味着它将电子添加到与之相互作用的材料中。这与制造赤铁矿所需要的相反：为了使铁生锈，它需要一种氧化剂。虽然地球有磁场将其与氢隔绝，但月球却没有。这很令人困惑。 “月亮是赤铁矿形成的可怕环境。” 因此，JPL科学家Abigail Fraeman弗雷曼和Vivian Sun孙薇薇帮助分析M 3的数据并确认月球赤铁矿的存在。
弗雷曼说：“起初，我完全不相信它。基于月球上大气环境，它不应该存在。” “但是自从我们在月球上发现水以来，人们一直在猜测，如果水与岩石发生反应，可能存在比我们意识到的更多的矿物质。”
仔细观察后，弗雷曼和孙薇薇确信M 3的数据确实表明在月球极存在赤铁矿。孙薇薇说：“最后，光谱令人信服地含有赤铁矿，需要解释为什么它在月球上。”
三种关键成分
他们的论文提供了一个三个方面的模型来解释在这种月球环境下锈如何形成。
首先，尽管月球缺乏大气层，但实际上它有微量氧气存在。氧气的来源是我们的地球。地球的磁场像风向袋一样落后于行星。2007年，日本的Kaguya轨道飞行器发现，来自地球上层大气的氧气可以顺着这种尾随的磁尾状飞行。氧气的来源可能就是随地球延伸磁场磁尾一路远行23.9万英里（约合38.5万公里）来到月球。这一发现与M 3的数据相吻合，M 3的数据在月球地面对近侧发现的赤铁矿多于其远侧。“这表明地球上的氧气可能正在推动赤铁矿的形成。” 。
然后就是太阳风输送氢的问题。作为还原剂，氢应防止发生氧化。但是地球的磁尾有中介作用。地球除了向月球运送氧气之外，它还在月球轨道的某些时期（特别是在满月阶段）阻挡了超过99％的太阳风。这会在月球周期中形成生锈的机会。
第三部分是水。尽管月球大部分处于干燥状态，但在月球另一侧的阴影月球坑中仍可发现水冰。但是发现赤铁矿距离那块冰很远。相反，本文着重研究月球表面发现的水分子。李认为，经常移动到月球上的快速移动的尘埃粒子可以释放出这些水分子，并将其与月球土壤中的铁混合。飞扬时的撞击产生的热量可能会增加氧化速率；灰尘颗粒本身也可能携带水分子，将其植入表面，从而与铁混合。在恰好合适的时机（即当月球被太阳风遮蔽且存在氧气时）时，可能会发生生锈的化学反应。需要更多数据才能确切确定水与岩石的相互作用。这些数据还可以帮助解释另一个谜团：为什么在月球的另一端也形成了少量赤铁矿，而地球的氧气本该无法到达。
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李肇星指出，这是月球科学的激动人心的时刻。自上一次阿波罗登陆以来将近50年，月球再次成为主要目的地。美国国家航空航天局计划从明年开始发送数十种新的仪器和技术实验来研究月球，随后将在2024年开始执行人类任务，这是阿尔忒弥斯计划的一部分。
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请留下来 你便会明白我的意思，
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我的美梦中有一座山头，
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如若需要我 你便知道我在哪里，
I'll be ridin' shotgun underneath the hot sun,
我会迎接灼日 坐在副驾位上为你保驾护航。
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