(a) I grafici a dispersione colorati rappresentano la misurazione della temperatura della regolite da parte delle sonde di temperatura CE-4. (b) La temperatura misurata vicino al mezzogiorno lunare. Credito:Science China Press
La regolite lunare è uno strato di granelli rocciosi poco assemblati depositati sulla superficie lunare, le cui proprietà fisiche e chimiche sono importanti per decifrare la storia geologica e formulare il design del veicolo spaziale lunare. Sondare la conduttività termica della regolite lunare ha attirato molta attenzione sin dall'era Apollo. Le prime misurazioni si sono concentrate sui campioni di regolite dell'Apollo, ma i dati sperimentali erano disponibili solo in alcuni siti di atterraggio sul lato vicino.
Il veicolo spaziale CE-4 è atterrato a 45,4446°S, 177,5991°E, sul fondo del cratere Von Kármán, il 3 gennaio 2019. Dopo l'atterraggio, il rover Yutu-2 è stato rilasciato tramite i due binari dispiegati. Quattro sonde di temperatura sotto i terminali dei binari iniziarono a misurare la temperatura della regolite locale ogni 900 secondi. "È stato fantastico avere per la prima volta misurazioni della temperatura di contatto della regolite del lato opposto", afferma il dott. Jun Huang della China University of Geosciences di Wuhan, uno dei leader di questo studio.
Il team ha scoperto che la dimensione delle particelle della regolite lunare nel sito di atterraggio di CE-4 era in media di circa 15 μm sopra la profondità, il che indica una regolite immatura sotto la superficie. Inoltre, la componente conduttiva della conducibilità termica viene misurata come ~1,53×10 -3 W m -1 K -1 in superficie e ~8,48×10-3 W m -1 K -1 a 1 m di profondità. La densità apparente media è di ~471 kg m -3 in superficie e ~824 kg m -3 nei 30 cm superiori della regolite lunare.
"Questi risultati forniranno un'importante ulteriore 'verità di base' per l'analisi e l'interpretazione future delle osservazioni della temperatura globale. Faranno inoltre luce sulla progettazione di future sonde di temperatura e flusso di calore in situ", afferma Huang.
(a) Il profilo di temperatura minima, media e massima dalla superficie alla profondità di 1 m con una pressione superficiale di 80 Pa. (b) Il profilo di densità apparente dalla superficie alla profondità di 1 m corrispondente al minimo, medio e temperatura massima in (a) senza pressione superficiale. (c) La componente conduttiva del profilo di conducibilità termica dalla superficie alla profondità di 1 m corrispondente alla temperatura minima, media e massima in (a) senza pressione superficiale. Credito:Science China Press
Mr. Xiao Xiao, un dottorato di ricerca. candidato alla China University of Geosciences, e il dottor Shuoran Yu dell'Università di scienza e tecnologia di Macao, insieme al dottor Jun Huang, hanno elaborato il piano per analizzare le misurazioni della temperatura. Lo studio è durato oltre 2 anni a partire dal 2020, interrotto più volte dalla pandemia di COVID. "È stato un momento difficile costruire il modello termico, ma mi è piaciuto", afferma Xiao. L'esecuzione del modello termico richiede molto tempo anche con il cluster ad alte prestazioni del Planetary Science Institute della China University of Geosciences, Wuhan.
Xiao e Yu hanno elaborato i dati ed eseguito la modellazione termofisica. La ricerca è stata pubblicata su National Science Review . + Esplora ulteriormente
