月球着陆器中子与剂量学：月球辐射水平的首次测量

时间：2021-10-11 15:52:06 来源：

Yu娥四号月球探测器，是由Yutu-2漫游车拍摄的。基尔（Kiel）的测量设备位于天线的左侧。

在未来的几十年中，各个国家都希望探索月球，并计划为此目的再次派遣宇航员到月球。但是，在我们这颗荒凉的卫星上，太空辐射构成了巨大的风险。阿波罗（Apollo）宇航员随身携带所谓的剂量计，该剂量计在对月球和月球的整个远征过程中对辐射总量进行了初步测量。在享有盛誉的《科学进展》（Science Advances）的最新一期（2020年9月25日）中，中国和德国科学家首次报道了时间分辨的月球辐射测量结果。

“月球着陆器中子和剂量测定法”（LND）是在基尔大学代表德国航空航天中心（DLR）的航天局在联邦经济事务和能源部（BMWi）的资助下开发和建造的。LND进行的测量允许计算所谓的等效剂量。这对于估算空间辐射对人类的生物学影响非常重要。该出版物的合著者，科隆德国航空航天中心的托马斯·伯格（Thomas Berger）说：“我们测量的辐射暴露是宇航员服内辐射的良好基准。”

发射前在基尔实验室的LND。

测量结果显示等效剂量率约为每小时60微西弗特。相比之下，从法兰克福到纽约的长途航班则要低5到10倍，而地面则要低200倍以上。基尔大学的罗伯特·威默-舒维鲁伯格说，由于宇航员在月球上的飞行时间要比往返纽约和返航的乘客更长，这对人类来说是相当大的暴露。他的团队研发并制造了这种仪器。“我们人类并不是真正能够承受太空辐射。但是，宇航员可以并且应该在月球上停留更长的时间，尽可能地保护自己，例如，用厚厚的月球土壤覆盖住所，”第二作者怀默·施威伯格（Wimmer-Schweingruber）解释说。“因此，在长期停留在月球期间，可以降低宇航员患癌症和其他疾病的风险，”德国航空航天中心的合著者克里斯蒂娜·海尔维格（Christine Hellweg）补充说。

这些测量是在2019年1月3日降落在月球另一侧的中国登月着陆器Chang'e-4上进行的。基尔（Kiel）的设备在“白天”进行测量，并且与所有其他科学设备一样，在非常寒冷且接近两周的农历夜晚关闭电源，以节省电池电量。该设备和着陆器计划至少进行一年的测量，现在已经超过了这一目标。来自设备和着陆器的数据通过位于月球后面的中继卫星Queqiao传输回地面。

获得的数据也与未来的行星际飞行任务有关。由于月球既没有保护磁场，也没有大气层，因此月球表面的辐射场与行星际空间的辐射场类似，除了受到月球本身的屏蔽。“这就是为什么LND的测量结果还将用于审查和进一步开发可用于未来任务的模型的原因。例如，如果载人飞行任务离开火星，新的发现使我们能够可靠地提前估计预期的辐射暴露。这就是为什么我们的探测器还必须允许我们测量辐射的成分很重要的原因。” Wimmer-Schweingruber说。

参考：张顺富Wimmer-Schweingruber，余J.王，王Q.付，Z.Yxhas，Y.孙，W.C，D.侯，SIBöttcher，S.Burmeister，L.Seimetz，B.Schuster，V.Knierim沉G.袁B.袁H.Lohf郭J.许Z.冯·福斯特纳SRKulkarni，H.Xu，C.Xue，J.Li，Zhang.Z。，H.Zhang，T.Berger，C.Hellweg，D.Matthia，H.Hou，B.Ren，Z.Chang，B.Zhang， Chen Y，Chen，H.Geng，Quan.Z.，2020年9月25日，《科学进展》 .DOI：
10.1126 / sciadv.aaz1334

LND的工作由联邦经济事务和能源部（BMWi）根据德国联邦议院（联邦议会）的决定以代码50JR1604资助。

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