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呂姆克地區(qū)的克萊門汀 750nm光學(xué)影像
呂姆克地區(qū)的月壤厚度
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)EurekAlert!：嫦娥五號(hào)是中國(guó)首個(gè)在月球表面采樣并返回的衛(wèi)星，其著陸位置初步定為月球正面風(fēng)暴洋北部的呂姆呂姆克地區(qū)，該地區(qū)具有較長(zhǎng)的克地火山歷史和復(fù)雜的地質(zhì)組成。為進(jìn)一步確定采樣點(diǎn)位置，區(qū)微研究者們對(duì)該區(qū)域展開了研究。波輻
研究相關(guān)的射特論文題目為：“Research on microwave radiation features and lunar regolith parameters inversion of the Rümker region(月球呂姆克地區(qū)微波輻射特性及月壤參數(shù)反演研究)”，近期發(fā)表于《中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)》中英文版，性及由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心的參數(shù)王振占研究員擔(dān)任通訊作者撰寫。研究者基于月球微波探測(cè)儀數(shù)據(jù)對(duì)呂姆克地區(qū)的反演晝夜微波輻射特性進(jìn)行了分析，并利用最小二乘法對(duì)該區(qū)域內(nèi)的月球月壤研究月壤介電常數(shù)和厚度進(jìn)行了反演和分析，最終給出了推薦的呂姆采樣區(qū)域和應(yīng)該避開的區(qū)域。
嫦娥五號(hào)著陸區(qū)采樣點(diǎn)位置的克地選取問題需要綜合考慮多種因素, 如光照與通信條件、地形地質(zhì)條件、區(qū)微月面熱物理特性和月壤成分、波輻厚度、射特密度特性等。在此之前，眾多專家學(xué)者分別針對(duì)不同的影響因素對(duì)該地區(qū)展開了研究，但關(guān)于月壤參數(shù)的研究較少。
月壤參數(shù)的反演主要基于4個(gè)頻率通道（3GHz、7.8GHz、19.35GHz和37GHz）的CELMS亮溫?cái)?shù)據(jù)，由于不同頻率的穿透能力不同，故可得到不同月表深度下的輻射情況，這也是月壤厚度反演的理論基礎(chǔ)。亮溫同有效溫度（探測(cè)深度內(nèi)的加權(quán)溫度）是直接相關(guān)的，在實(shí)際的工作中，由于缺乏實(shí)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)，月表的溫度是由模擬亮溫計(jì)算而來。既然是模擬必然存在誤差，所以需要使用37GHz的晝夜亮溫對(duì)有效溫度進(jìn)行修正。
模擬亮溫是由多層月壤的輻射傳輸模型計(jì)算而來，模型將月表劃分為月壤和月巖，月壤可進(jìn)一步劃分為多層，月巖視為底層, 每層都假定為物質(zhì)成分均勻且溫度恒定。通過計(jì)算每層能量的發(fā)射和反射情況來模擬月表的輻射情況。
介電常數(shù)和月壤厚度的反演主要依據(jù)最小二乘法，尋找一個(gè)最佳解使得模擬值和實(shí)測(cè)亮溫的差值平方和最小，月壤厚度的反演使用上一步介電常數(shù)反演的結(jié)果，最終研究區(qū)內(nèi)的月壤厚度分布如圖2所示。
由圖2可知，研究區(qū)域的西北部具有最大的月壤厚度，大于6m，考慮著陸器的平穩(wěn)著陸及鉆孔采樣的可行性問題，該區(qū)域可作為候選區(qū)。而呂姆克E地區(qū)的月壤較薄，建議避開。
另外，為了減小晝夜溫度對(duì)亮溫影響, 更多地突出月壤參數(shù)信息, 引入晝夜亮溫歸一化系數(shù)。該系數(shù)不僅可以顯示晝夜溫差，在一定程度還可以表示月壤的介電特性和厚度，所以可以對(duì)反演的結(jié)果起到驗(yàn)證作用。
這一研究結(jié)果不僅從晝夜微波輻射特性、月壤介電特性和厚度等方面為嫦娥五號(hào)衛(wèi)星的著陸和采樣點(diǎn)位置的選取提供參考，對(duì)于CELMS數(shù)據(jù)的深度挖掘和應(yīng)用推廣也具有重要的科學(xué)意義。
更多詳情請(qǐng)閱原文： 王雪影, 王振占, 姜景山, 張德海. 2021. 月球呂姆克地區(qū)微波輻射特性及月壤參數(shù)反演研究. 中國(guó)科學(xué): 地球科學(xué), 51(7): 1018–1027, doi:10.1360/SSTe-2020-0212 https://www.sciengine.com/publisher/scp/journal/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2020-0212?slug=fulltext
Wang X, Wang Z, Jiang J, Zhang D. 2021. Research on microwave radiation features and lunar regolith parameters inversion of the Rümker region. Science China Earth Sciences, 64(6): 1005-1014, https://doi.org/10.1007/s11430-020-9739-2
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