月球表面及空间环境对太阳风与地球风的响应

月球空间作为日-地-月空间的重要组成部分,是研究基础空间物理以及等离子体与类月天体(无大气且无全球磁场)相互作用的天然实验室,也是影响月球探测任务实施的重要环境因素。面向月球科研站等月球探测任务的国家重大战略需求,亟需聚焦月球空间环境对太阳风与地球风的响应,其中不仅包括常规监测月球空间天气(包括监测太阳风、地球风、能量带电粒子和中子辐射及波动环境、月尘和外逸层等)以保障人类探月登月的空间环境安全,也包括研究各种空间粒子与月表物质和电磁场的相互作用。可利用多卫星观测、遥感监测、月表就地探测、数据分析、数值模拟等手段发现新的物理现象或揭示新的物理机制,探寻太阳系中不同天体空间物质循环过程与辐射环境的差异及其产生原因,从而拓展我们对地球和行星宜居性的认识,并为月球科研站等月球后续任务的实施提供参考。

地月空间粒子辐射环境及其对月表物质的影响研究进展

由于没有全球磁场和稠密大气保护,月球直接受宇宙线、太阳风和地球风粒子的轰击.了解月球空间粒子辐射的特性、粒子的来源和传输等过程,本身是亟待解决的空间科学基础问题,同时还可帮助更好地提供预报和预警,为保障探月和载人登月等活动的安全提供理论参考;此外,月球空间辐射环境中的粒子与月表作用产生的水等物质对载人登月和月球基地意义重大,且月表物质保存了空间环境较为完整的信息和演化历史,对研究地月系统及太阳系其他天体(乃至系外行星)的宜居性与演化,也具有重要的科学价值.本文在简要总结地月空间粒子辐射环境研究现状的基础上,重点分析了近月粒子辐射环境及其对月表物质所产生的影响,梳理了宇宙线、太阳能量粒子事件、太阳风、地球风以及月源粒子等不同辐射的来源和传输机制,这些粒子与月表作用产生水、赤铁矿、中性原子等物质的过程,以及相关过程对月球空间环境的影响、对地月系统演化的启示等关键科学问题,并提出了解决问题所面临的技术难点,最后对未来可能的重点研究内容进行了展望,可为后续月球探测任务(例如嫦娥四期和国际月球科研站等)相关领域科技规划提供一定的参考.