2019年1月，嫦娥四號成功在月球背面南極艾肯盆地內(nèi)部的馮卡門撞擊坑中著陸。南極艾肯盆地是月球上最大的撞擊盆地，在其形成過程中可能挖掘暴露出了月球深部的物質(zhì)，因此，理解月球深部物質(zhì)的具體成分對于月球早期演化歷史的解讀具有重要意義。

　　圖一：嫦娥四號玉兔2號在月表執(zhí)行巡視探測任務(wù)（圖片來源：航天科工局探月中心）

　　月表的主要礦物橄欖石、輝石和斜長石等在可見-近紅外波段具有特定的光譜吸收特征，這些光譜特征會受到觀測幾何角度的影響，產(chǎn)生光譜形態(tài)和吸收特征的變化，直接影響根據(jù)月壤光譜判斷月表礦物類型的準確性。另外，隨著月壤暴露時間的增加，月表物質(zhì)的“風化”程度會逐漸增加，其光譜的整體反射率會降低、光譜斜率會變大、吸收峰深度也會變?nèi)酰虼?，科學家常常將光譜斜率與反照率特征相聯(lián)合，來表征月表的成熟度，但觀測角度變化所產(chǎn)生的光譜斜率及反照率的變化也可能對月表風化程度的解譯造成干擾。

　　圖二：玉兔2號對月表同一區(qū)域進行了連續(xù)的光譜圖探測，獲取了不同觀測幾何角度下的反射光譜（Yang et al., 2020）

　　近期，中科院國家空間科學中心空間天氣學國家重點實驗室劉洋研究員與中科院地質(zhì)與地球物理所林楊挺研究員團隊合作，利用玉兔2號可見光近紅外光譜，對所測光譜如何受到觀測幾何角度的影響進行了詳細研究。玉兔2號在月面工作的第十個月晝，對月表的同一個區(qū)域進行了連續(xù)的光譜探測。在測量過程中，月球車保持不動，而太陽位置的不斷變化改變了觀測的幾何角度，這就給科學家提供了一個研究觀測幾何角度對月表物質(zhì)光譜影響的絕佳機會。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，觀測幾何角度的變化會對礦物成分的解譯帶來較大偏差，在1000 nm處的光譜吸收位置最大變化約有30 nm，2000 nm處的最大變化約為150 nm。因此，對光譜進行光度校正（所有光譜校正到同一角度）對光譜解譯來說是非常重要的過程。這一組原位測量的光度數(shù)據(jù)也可作為后續(xù)數(shù)據(jù)光度校正的基礎(chǔ)。

　　圖三：光譜斜率及反照率隨著觀測相角的變化趨勢圖（Yang et al., 2020）

　　LSCC: Lunar Soil Characterization Consortium, 月壤樣品中Is/FeO 值越大，表示其成熟度越高

　　該論文的共同第一作者是中科院國家空間科學中心的博士后楊亞洲和地質(zhì)與地球物理所的博士后林紅磊，共同通訊作者是劉洋研究員和林楊挺研究員。上述結(jié)果于近期發(fā)表在國際期刊Geophysical Research Letters上。

　　論文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020GL087080