首次运用微波探测仪评估月壤厚度

点击观看本新闻视频

　　主持人：昨天的新闻发布会上也表示，说第一幅图象的成功接收标志着今后为期一年科学探测活动的正式开启。接下来可能其他的有效载荷要陆续打开了，这些仪器可以给我们网友按照它的打开顺序谈一下吗？

　　吴季：可以，昨天新闻发布会的时候实际上只有CCD一台打开了，当然还有有效载荷的管理设备，包括数据的管理器，还有复接器，大容量存储器都打开了。昨天晚上我们又打开了三台仪器，仪器打开的时候运行都很正常，干涉成像光谱仪目的是要测月球表面的光谱，它实际上是测光谱，但是它是对应这个相机，分辨率比那个更低一点，200米，每一个象素都是有一连串的光谱，我们前两天看到的CCD相机每一个象素就是一个黑白图象，是从500到750光谱频段所有的光谱都累加在一起了，这台成像光谱仪是每一个象素，既有500的，也有520的，也有540的，就是说有不同波长的信号强度都在里面，所以它整个是一个立方体，也就是说除了一幅图象以外它有很多层，第一层代表一个光谱，第二层代表相邻的光谱，所以这是一个连续的光谱议，这个光谱议主要想分析不同月面不同的位置，光谱有些什么特征，这些特征就可以反映不同物质的变化，所以这台仪器昨天开机了，也非常好，这个数据都开始往下传了。

　　另外空间环境我们也开了两台，一台是高能离子探测器，一台是太阳风离子探测器，我们第一批科学数据从太阳风离子探测器下来，我们已经看到在月球环境当中太阳风的分布不是很均匀，另外随着卫星轨道在推移，这些强弱也在变化，而且能谱也在变化，从不同能量到不同能量，也有变化，这是一个初步的判断结果。我们预期转到太阳的背面，月球的阴影区，这个太阳风会拖一个尾，然后到了向阳面可能会有更多的太阳风离子，而且科学数据经过判断都是正常的。

　　主持人：这两个仪器它们要实现科学研究的目的是什么呢？

　　吴季：刚才讲了太阳风离子探测器，应该说人类也是第一次在月球周围，比较详细的测不同能谱的太阳风，空间环境探测，对任何国家来讲在你第一次到达的区域都要认真去探测这个空间环境，因为你不了解环境，就很难设计你的仪器，因为这是一个安全性的问题，所以它有两个功能，一个是科学研究，要了解太阳风在月球周围的分布，另外一个功能就是要了解它的空间环境有多恶劣，有些什么需要增加防护的问题，它的宇宙辐射通量有多少，所以这是双重功能的。

　　主持人：吴老师您还有一首诗来赞赏咱们卫星上面的各种相关的有效载荷，或者说写有效载荷的一些功能的，可以说这些功能各方面作用都通过您的诗可以体现出来。接下来咱们可能还要陆陆续续打开很多有效载荷，咱们可以按照您的诗，或者按照大概的顺序跟网友再继续往下介绍。据您的估计或者预计的话，接下来要打开的是怎么样一个有效载荷呢？

　　吴季：今天晚上我们要把剩下的几台有效载荷都打开，也就是今天大家看到月亮以后，我们网友看到月亮以后，我们地面站也会看到月亮，当我们地面站看到月亮的时候我们就可以开始工作了，可能一直要工作到明天上午，观察最近月亮的变化。首先要打开微波探测仪，微波探测仪也是非常有创新思路的，用微波辐射计在月球表面测月壤，这是中国人第一次做，为了使微波探测仪能够把月壤的厚度做一个评估，我们使用了四个频段，用不同的波长看月壤，因为不同的波长在月壤里面穿透的深度，能够看到的深度不一样，因此四个波长的频率等于有四个参数看这个月壤，我们希望解出这个月壤大概有多厚，当然这是一个非常复杂的问题，还有很多变化，所以它是一个需要研究的科学问题。但是至少我们这四个频段提供了四个参数，所以这个仪器的科学目标就是针对月球这次嫦娥工程第三个目标，就是评估月壤的厚度。

　　大家知道月球上面有很多氦3，氦气都是在月壤的缝隙里面，保存在月壤缝隙里面，所以如果我们能够估计出月壤有多厚，而且面积有多大，整个在月球周围有多少这样的月壤，就可以初步评估一下大概会有多少氦3，这个现在不准确的估计，可能中间差一百倍都有，有的时候十几万吨，有时候三百万吨，所以我们评估完了以后可能会有一个更准确的估计。但并不表明因为有些国外媒体非常担心中国是不是去抢夺资源，这个是为全人类探测的，所以大家都会了解到月球上面到底有多少氦3，至于氦3拿回地球能不能做核聚变，这个至少也要做三十年，所以是一个非常长远的事，所以要把氦3做成

　　主持人：您写月壤探测仪的诗是这样的，“四频观测见天线，冷空定标数据全，辐射探测前无古，层析月壤估氦3”。您给我们介绍一下？

　　吴季：“冷空”是接收月球电磁波的辐射，所以月球电磁波的辐射是非常非常微弱的，任何物体都有辐射，只要有温度的物体都有辐射，辐射这么弱我们要用一个将近一百个分贝的接收机来把信号放大，这一百个分贝的接收机搞电子线路的人可能知道，它漂移很大，必须标定，和什么比呢？我们就和冷空来比，宇宙背景的微波辐射是清楚的，大概是2.7到4.7K，4.7K就是绝对温度，这么一个宇宙背景，然后信号提供给我们，我们不断切换，一会儿测冷空一会儿测页面，这时候就可以看到接收机的变化是不是稳定的，如果它在飘，我们就用冷空来标定，所以“冷空定标”是这个意思。

　　主持人：接下来除了月壤探测仪之后要打开的其他有效载荷呢？

　　吴季：今天第一个要打开的是微波探测仪，紧接着我们就要开激光高度计，激光高度计也是中国人第一次使用的，在空间使用的仪器，我们国家曾经做过机载的激光高度计，但是从来还没有在空间应用过，所以这是第一次在空间应用，在空间应用和在飞机上应用是非常不一样的，因为它要在真空的环境下应用，所以在研制过程中我们遇到很多困难，包括怎么确保激光器能量的长寿命，为了确保这个长寿命在地面遇到过很多困难，比如曾经我们发现激光器寿命只有一个月，根本维持不了一年，怎么来解决这个寿命的问题，使激光器能够工作一年，实际在研制过程当中我们克服了很多困难，最后我们得到了验证，在地面上做加时的，现在大概是每10秒钟打一个激光脉冲，做了多少个月以后激光器能量还是保持，所以它是有效的。

　　所谓自主创新，在没有别人帮助下我们用自己的能力把这些技术都突破了，实现了空间的应用就是一个非常大的突破，这个激光高度计也是一个很好的例子，今天晚上大概在半夜吧，甚至到凌晨，我们才会打开激光高度计，我相信微波探测仪的数据，第一组科学数据下来，激光高度计第一次回波下来都是我们非常兴奋的时刻。

　　主持人：除了激光高度计之后还会打开的？

　　吴季：最后两台仪器是为了测月壤的化学元素，月球上面的化学元素不像地球这么丰富，陆陆续续有人发现一些化学元素，做出全球图的大概不超过十种，我们现在想做14种的全月球的化学元素的分布图，主要靠这两台仪器测月球的发布元素，它们要靠累加，因为它飞过一个区域要把所有数据累加起来，一个月以后再转回来的时候又重复这个区域的时候，再把这个数据累加起来，所以它的科学数据出来要经过相当长的一段时间，经过积分。

　　主持人：除了这两台设备之后还有最后一个设备？

　　吴季：我们就都开了，今天最后四台都开了。

　　主持人：所以这些有效载荷可能过了今天之后，它们就会全部进入到工作状态。

　　吴季：应该说部分，因为有些还需要调整，需要标定，如果仪器是健康的我们不需要有任何措施的话它就会一直工作下去，但是微波探测仪和干涉成像光谱仪，根据昨天测试的情况看，我们看看今天这个光圈是不是需要调整，另外我们还没有真正对南北极做拍照，月球的南极和北极也有光照的时候，比如现在这个季节正好是月球的夏季还是冬季，反正南极正好被太阳照到一点，它的光线入射角非常非常低，这时候我们相机能不能有效的获取到图象我们还有一些极限情况要调整；再有一个微波探测仪，需要标定，我们对标定的规律还要摸索一段时间，应该说今天，到明天上午，我们所有仪器打开以后会验证它健康不健康，正常不正常，一部分仪器就会进入正常的工作状态，另外一部分仪器还要做一段时间的调整，再摸索一段，给它设定到一个最佳的工作状态当中，我们才能算正式开始科学探测了。