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阿波罗任务会导致月球变暖吗?

脚印, moon
月球上的宇航员脚印,覆盖在月球表面的一层细灰色土壤。 美国宇航局

During 的 阿波罗15号阿波罗17号 在1971年和1972年执行对月球的飞行任务时,宇航员在月球表面钻孔并放置了探针,以测量月球的地下温度并量化从月球核心向地表移动的热量。但是,这样做之后,回到地球的科学家们注意到了一个奇怪的现象。的 月球巨石 —即覆盖表面的土壤和岩石碎片层—开始升高温度,并在随后的几年中持续升高。没有人知道为什么,尽管有些科学家认为这可能是某种自然现象引起的,而另一些人则怀疑宇航员自己可能触发了这种现象。

现在看来,宇航员确实负有责任。在一个 发表于2018年4月25日的《地球物理研究杂志》(美国地球物理联合会(AGU))上,研究人员使用了从长期丢失的NASA磁带中收集的数据,宇航员拍摄的照片,月球轨道器的图像以及其他记录假设探测器周围的月球表面温度升高1到2摄氏度(华氏1.8到3.6华氏度),可能是由于人类活动造成的。

这样 博客文章 由AGU科学作家Lauren Lipuma解释,宇航员显然走动并驾驶流动站,从而扰乱了重聚石,使它变得更暗。反过来,这导致这些区域的月球表面将较少的太阳辐射反射回太空,而是将其吸收,从而加热了该表面。

Tracking Down 的 美国宇航局 Tapes

为了提供支持这种情况的证据,科学家需要进行数年的科学侦探工作。主要作者 长原诚一德州理工大学地球物理学副教授,同事们花了多年的时间寻找 长期丢失的数据磁带 是从留在月球上的乐器传来的。

正如Nagihara在一封电子邮件中解释的那样,阿波罗热流实验的已发布数据显示了表面温度升高,仅涵盖了1971年至1974年这一时期。但是Nagihara知道该实验实际上已经持续到1977年9月。"我想知道这种变暖是否持续到最后" he writes.

但是,包含该信息的磁带却丢失了。"开始时,我们不知道这些磁带是否仍然存在," Nagihara says. "我们花了两年的时间采访了参与阿波罗计划的人员,并仔细阅读了这段时期的备忘录和报告。"

正如Lipuma在博客中所详述的那样,研究人员最终发现NASA已经创建了一套单独的磁带,专门用于存档。最终,他们找到了440条磁带,覆盖了1975年4月至1975年6月的一段时间,在 华盛顿国家档案中心 位于马里兰州苏特兰的国家档案馆的一部分,该档案馆存储着来自各个联邦机构的记录。

Recovering 的 Data

但这仅仅是工作的开始。"这些磁带的降解是一个严重的问题," Nagihara explains. "我们与拥有从旧的退化磁带中恢复数据的专业知识的公司合作。另一个主要挑战是处理从这些磁带恢复的数据。这些磁带记录了从月球上留下的各种仪器输出的电子测量结果(例如各种传感器的电压读数)。因此,我们必须将它们分离到各个仪器的数据集中,然后将它们处理成具有科学意义的数字,例如温度。同样,我们在确定这些处理步骤时经历了许多备忘录和报告。又过了几年。"

研究人员将磁带中的数据与数百个每周日志中的信息相结合。 Lunar 和 Planetary Institute 在休斯敦。根据Lipuma的博客文章,这使他们能够重建1975年1月至1975年3月以及1975年7月至1976年2月的磁带间隙的温度读数,这是探针接近其使用寿命的终点。

当研究人员分析数据时,他们发现靠近表面的探针显示的温度升高速度快于埋入深度较深的探针。这表明热量实际上始于表面,而不是表面之下。

变黑的巨石

当科学家查看由 月球侦察轨道器 ,他们发现宇航员植入探针的地点周围的土壤比周围不受干扰的区域更黑,这将减少反射回太空的太阳辐射量。宇航员在任务期间拍摄的照片还显示了脚印及其在地面上的存在的其他变化。

沃尔特·基弗(Walter Kiefer)是月球与行星研究所的一名科学家,也是hara原的合著者之一,在一封电子邮件中解释说,热效应"非常本地化。它只发生在宇航员的活动集中的地方,特别是沿着他们的脚步(或漫游者的步道)的地方,并且他们在收集样品和展开实验方面做了大量工作。受影响最大的区域最有可能是实验部署区域,该区域跨度为20-30米(66-98英尺),可以广泛使用。那些地方的灰泥(土壤)变黑了,热量会随着时间的推移缓慢向下传播。

"但是,一侧没有走过的区域会比较凉爽,可以最大程度地减少向下传播的热量。因此,我希望总体影响不会很深,但是我们没有详细计算。"

研究人员在论文中指出,未来在月球上进行的热流测量应考虑到部署探测器的影响。但是除此之外,变暖的作用并没有明显改变月球环境。基弗说,宇航员在未来的月球基地周围的活动可能会产生相同的影响,但是温度升高会很小,而且可能不会渗透得很远。

正如Nagihara解释的那样,回收的磁带包含了阿波罗宇航员在月球上部署的所有仪器的数据,还有很多东西要学习。"我只使用了热流实验的数据," he writes. "磁带具有许多其他实验的数据。我们也在处理来自其他实验的数据,将其与NASA的数据存储库归档,并提供给其他行星研究人员。例如,通过分析这些录像带中的数据,我的一位同事发现月震比以前报道的要多。"

现在很有趣

约书亚·班德菲尔德科罗拉多州博尔德市太空科学研究所的一位高级研究科学家没有参与这项研究,他在一封电子邮件中说,未来的火星任务可能不会变暖。"火星表面通常是沙土或尘土,尘土表面尤其可能被压实,可能会改变其反射率和导热率," he writes. "然而,这些表面的结构和绝缘性不及月球土壤,并且任何变化都可能小于对月球表面的影响。"