[2012.10.01]拍摄月亮

2012-10-2 08:02| 发布者: migmig| 查看: 6032| 评论: 8|原作者: nayilus

摘要: 月貌光怪陆离、五花八门的程度实际上丝毫不亚于我们的地球

拍摄月亮

地图爱好者：《Intelligent Life》新立专栏。在本专栏中，我们会一起探讨地图，古代的、现代的、抒情的、辩证的，无所不包。萨曼莎·温伯格（Samantha Weinberg）先用一张高科技月表地貌图开头。

From INTELLIGENT LIFE magazine, July/August 2012

人们眼里的月亮总是沐浴在太阳的白光之下。和在太空中观看地球一样，满月看上去就像是一个完美的球体，表面如台球一样光滑。亚利桑那州立大学坦佩分校的科学家们拍摄了一张高解析度的月表图，从中可以看出月貌光怪陆离、五花八门的程度实际上丝毫不亚于我们的地球。

在每月一周的椭圆形轨道运行过程中，月亮和地球的平均距离大约是25万英里。太空环境异常严苛，而月球表面几乎没有大气层，气温变化非常极端（从夜晚零下223摄氏度到白天零上123摄氏度），表面也没有人。这一切都意味着制作“月图”格外棘手。

要做到这一点，负责制图的国际小组首先设计了一架能够承受外太空环境变化的广角摄相机（WAC）。然后他们借助了2009年美国航空航天局发射的太空船－月球勘测轨道器（LRO）。LRO目前已完成其在绕月轨道上呆一年的既定目标，开始执行额外的任务。和人手一样大小的WAC被安装在LRO上，而LRO和月表的平均距离只有50公里。WAC每次拍下的照片都能覆盖宽达70公里的区域。

由于LRO在不停地绕月航行，以月面距离衡量每次绕月的轨道都和上一次差30公里。这么一来它拍下的照片之间就会有重叠的部份，每个月都能产生出记录月表几乎每一寸土地的立体图像。这些图像中大约有69000张被传回地球，输入到计算机内，再用其建造覆盖月表几乎所有地形的准确模型。WAC所无法拍摄到的极端纬度地带，如两极的洞穴，就靠飞船上的另一台名叫LOLA（月球轨道器激光高度计）的激光仪器拍摄。

然后工作者为这些模型打上阴影来产生浮雕感，并涂上不同的颜色代表不同的海拔，直到这一步完成，月貌图才摇身一变，展现出生动的景观。月表充斥着大量环形山、山脉和广阔的玄武岩平原。早期的天文学家曾把这些平原错认为湖泊或是海洋。亚利桑那小组的负责人马克·罗宾逊（Mark Robinson）谈到：“我对于这张月图的质量非常满意。这是惊人的成就。图中充满的大量月貌细节可以推动全世界的月质学家未来几年的研究。”

总体来看，这些照片中的月球更像是一团坑坑洼洼的浮石，而不像是一个台球（文首照片是月亮的背面）。不过这些照片中的每块突起、每道陷坑都为科学家提供了这些地貌形成的线索。例如，白斯·白勒特环形山是一个梨形的坑（文首照片正中附近），最长处长达47公里，最宽处宽达62公里，坑底平坦，比西缘低4600米，换句话说，这个坑比地球上的大峡谷还要深。

照片清楚显示环形山坑底颜色非常深，这意味着这些坑底可能是由富含铁的玄武岩形成的，含铁玄武岩一般是高温岩浆（可能来自火山爆发）凝固的结果。东方海（文首照片上月亮边缘的一抹蓝色，介于三点钟和四点钟方向之间）是最大的月貌之一。直径达900公里，周围环绕着成同心圆的月表山脉，该月海被认为是月亮历史上最近一次大规模撞击的产物。

有理论认为月亮在大约45亿年前形成时是个巨大的熔岩球，是地球和一个火星大小的天体之间一次猛烈冲击产生的意外结晶，而LRO的月图为这一理论提供了证据。熔岩冷却后形成了月壳，之后不久月亮就受到接踵而来的大型天体中第一批的撞击，这些撞击在月表形成大量环形山，逐渐演变成我们今天所看到的这些坑洼。

罗宾逊认为该地图在让我们了解过去的同时，也让我们更好地理解未来。他说：“我们现在可以算出月表所有主要地形的坡度……找出月壳是怎么变形的，更好地理解冲击环形山形成的机理，调查火山月貌的性质，并更好地为未来的机器人及人类探月行动做计划。”

人类自1972年后就再也没有踏足月球了。去年底中国宣布其计划在接下来的15年时间内完成载人登月行动。如果该计划成真，多亏了美国航空航天局和亚利桑那的科学家们的努力，那些宇航员在月球上能有张象样的地图给他们指路。

欲知更多信息：查询 lroc.sese.asu.edu

照片由美国航空航天局、戈达德太空飞行中心、德国宇航局、亚利桑那州立大学提供