月壤中子辐射环境原位探测任务与载荷设计

由于月球没有大气层和全球性的磁场保护,使得高能宇宙线直接与月壤物质的原子核发生散裂反应产生大量中子。月球中子既是载人登月和国际月球科研站辐射防护的主要对象之一,也可用于月球水资源勘查及月球起源、演化历史研究。迄今只有阿波罗17任务测量了月壤2米深度内的中子数密度,文章提出将中子探测载荷部署在月壤钻取后形成的钻井中的任务设想,相比阿波罗任务,月壤钻井中子探测在原位、近实时、多能区等方面具有创新性。基于氦-3正比计数管技术的月壤中子探测载荷重量0.9 kg、功率9 W,对月壤内部水的灵敏度可达500微克每克。月壤钻井中子载荷将极大的丰富月球探测任务的科学与工程产出。文章中的相关方案和技术还可应用于后续其他地外天体的深空探测任务。