月球环境下明暗交界处月尘输运异常现象

摘要

月表环境下,山脉或探测器和巡视器等附近形成的整体或局部明暗交界区域会发生月尘输运异常现象。该文通过建立整体和局部2种明暗交界模型,采用质点网格法和蛙跳法,基于Apollo探测器实测的月表月尘数量,研究了2种模型的月尘输运异常现象。结果显示,整体明暗交界区域存在非常显著的月尘输运异常现象,月尘输运路径呈现喇叭口形状或片状抛物线形状,并在明暗交界线上方发生大量月尘聚集,月尘输运现象具有明显的水平输运特征。在局部明暗交界区域的探测器左侧和右侧均出现非常显著的月尘输运异常现象,具有双向水平输运特征,并存在或大或小的双月尘涡旋,引起了探测器周围的局部“月尘暴”。整体明暗交界区域月尘输运异常现象可间接地验证“辉光”现象,局部明暗交界区域月尘输运异常现象也可能是月表探测器上沉积大量月尘的主要原因之一。月尘输运异常现象不但对现役的月球车和探测器等有潜在危害,也是人类在未来探月活动中无法回避的关键问题之一。该文研究的结果对月球探测器着陆点和巡视器行走路线的选取具有重要的参考价值,有助于降低月尘污染对人类探月活动的影响。