发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　2021年2月以来天问一号一直在绕着火星运行，5月时释放了祝融号火星车，成功登陆火星的乌托邦平原，在每个火星日绕行火星三圈，包括其中一次从祝融号头顶飞过，用太空船的天线，将数据从祝融号传送回地球。

　　据上海航天技术研究院表示，天问一号在11月8日启动了发动机260秒，并将速度提高到每秒78公尺。这将太空船从原本每8小时12分钟绕行轨道飞行一次，距火星最近距离为400公里和最远距离12,000公里，变为每7小时5分钟绕轨道一次，近地点为265公里和约10,700公里的远地点。

　　天问一号原始设计为周期7小时48分钟的绕行轨道。但由于祝融号在三个月的主要任务完成之后还是运作良好，任务科学家设计了新轨道，希望同时可以让天问一号除了协助将祝融号数据传递回地球外，也可兼具对火星进行全球调查的科学目标。

　　天问一号携带七个科学酬载，包括的中、高解析度的相机，用于绘制火星大面积地图，以及清晰的行星表面图像。次表层探测雷达（MOSIR）是一种探测雷达，能侦察火星地表下的水冰，主要目标包括撞击坑、火山和峡谷。

　　天问一号还带有一个用于详细分析表面成分的矿物光谱仪（MMS）、用于大气研究的火星离子与中性粒子分析仪（MINPA）和一个火星磁强计（MOMAG）进行火星空间磁场环境探测。其轨道经过两极，这意味着随着天问一号的绕行加上火星的自转，随着时间的推移，天问一号将能够探测火星的整个表面。

这张于2021年11月8日发布的图像为的祝融号在火星上的驾驶地图。图片来源：北京航天飞行控制中心（BACC）

　　绕行太空船原设计寿命为两年，在2022年年底期限将结束时，会根据实际具体情况而调整新的任务内容延长期限，有可能降低其轨道……等，以便更近距离地观察火星，获得更多探测数据。（编译/台北天文馆刘恺俐）

资料来源：Space.com

发布单位：台北市立天文科学教育馆

月球克拉维斯陨石坑。（图片来源：NASA/USGS）

　　2021年10月，澳大利亚太空总署和NASA签署了一项协议，利用阿提米丝计划将澳大利亚制造的探测车送上月球，目的是收集月球岩石，希望在月球能产出可以提供呼吸的氧气。

　　尽管月球有大气层，但它非常稀薄，主要由氢、氖和氩组成，不是依赖氧气以维持生存的哺乳动物（例如人类）所需要的那些地球大气成分。

　　实际上，月球上有充足的氧气，只是它不是气体形式，而是被锁在风化层内，覆盖在月球表面的岩石和尘土中。

　　在地球上，氧气可以在我们周围地下的许多矿物质中找到，月球主要也是由这些相同岩石组成（虽然来自流星的物质比较多）。二氧化硅、铝、氧化铁和氧化镁等矿物是月球表面主要的成分，这些矿物质都含有氧气，它们以几种不同的形式存在，其中包括覆盖在月球表面的坚硬岩石、灰尘、砾石和石头中，这种物质是数千年以来陨石撞击月球表面的影响产生的。

　　月球到底可以产出多少氧气呢？如果我们不计算在月球更深的硬岩材料中存在的氧气，只考虑表面容易接近的风化层，我们可以得出一些估计值。每立方公尺的月球风化层平均含有1.4吨矿物质，包括约630公斤氧气。NASA表示，一个人每天呼吸约需800公克氧气才能生存。所以630公斤的氧气可以让一个人存活约两年。

　　假设月球风化层的平均深度约10公尺，我们可以从中提取所有氧气。这意味着月球深度10公尺的表面，将提供足够的氧气来支持地球上所有80亿人大约100,000年的时间。

　　月球的风化层大约由45%的氧气组成，但氧气与上述矿物质紧密结合，如何打破那些牢固链结？在地球上，我们常用「电解」这种化学反应，例如生产铝，利用电极让电流通过液态氧化铝，将铝与氧分离。这是一个非常简单的技术，但非常耗能，在月球上处裡需要得到太阳能或月球上可用的其他能源的支持，将这个工业设备从地球移到月球上，并产生足够的能量来维持运作，将是一个巨大的挑战。

　　2021年初，总部位于比利时的新创公司Space Applications Services宣布正在建造三个实验反应炉，研究改进电解制氧过程，希望到2025年将这项技术送上月球，作为欧洲太空总署就地资源利用（in-situ resource utilization，ISRU）任务的一部分。（编译/台北天文馆刘恺俐）

资料来源：Space.com

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　人类在20世纪完成了太阳系所有行星的探测任务，除了当时还是行星身份的冥王星未曾造访。在21世纪初「新视野号」发射前往冥王星，准备完成太阳系行星探测的最后一块拼图。新视野号于2015年完成飞掠冥王星的任务，只是在旅途中冥王星被抹除了行星的定义，让这个最后的行星任务，意外成为第一个海王星外天体的探测任务。

　　新视野号拍摄了许多冥王星成功的画面，飞掠冥王星后也尝试捕捉这颗矮行星寒冷的南半球夜侧。由于冥王星公转周期长达240年，数十年来太阳无法直接照射到冥王星南纬39度以南的地区，如果没有其他光源，新视野号的光学仪器无法对这个地区成像。幸好，冥王星附近确实有一个微弱的光源：冥卫一「卡戎」反射的阳光。

　　在一份新发表的研究中，由Tod Lauer（美国国家光学/红外光天文学实验室）领导的一个团队尝试将冥王星永夜区、仅受到冥卫一照明的地区恢复成像。这个挑战有多困难？团队分析冥卫一反射阳光的通量，其亮度最多只是略低于地球上所看的上弦月。

　　而为了对冥王星仅受冥卫一「微光」照明的永夜区成像，研究团队还必须去除来自冥王星大气散射的阳光，仅仅是这一层稀薄大气的辉光也比冥卫一的反照亮了三个数量级。经过恢复的图像肉眼仍难以辨识，但已尽可能将部分资讯从杂讯中挑出。（编译/台北天文馆虞景翔）

冥王星南半球仅受冥卫一「微光」照明的永夜区成像，右上和左下使用不同的图像处理技术。Lauer et al. 2021

资料来源：AAS NOVA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　中国、澳大利亚、瑞典和美国的学者研究嫦娥五号带回的月岩，发现19.7亿年前，熔岩仍在月球表面流动，并发表在《科学》学刊上。

　　嫦娥五号于2020年12月降落在月球面向地球的一侧，将1.7公斤的月岩带回地球，是1976年苏联的月球24号任务后，首次携回样本。嫦娥五号的主目标之一是寻找月球最年轻火山爆发的证据。虽然科学家们之前以表面撞击坑的数量来预测此处是年轻的火山岩，但没有样本就无法证实。

　　样品使用中国北京离子探针中心（The Beijing SHRIMP Center）的高敏感分辨率离子探针分析，发现熔岩的喷发年龄为19.7亿年，比之前携回的月球熔岩都要年轻10亿年以上。在月球的地质史上，月球表面发生多次火山喷发，形成了大片玄武岩，称为月海。大部分火山活动发生在30~40亿年前。行星科学家对阿波罗任务的月球岩石以及源自月球的陨石进行年代测定，获得证实。但嫦娥五号的样本证明更晚期仍有火山活动。但是，月球那么大的行星在20亿年前应该已经消失此爆发。因此，这项发现揭开新的谜团，即像月球这样的小型岩石星体如何保留足够的内部热量？之前，科学家认为月球内部放射性元素可能融化内部岩石，但样本成分分析认为不是。潮汐力加热也是选项之一，或是月涵某种特性导致较低的熔化温度。这些猜测仍须进一步对样本研究。

　　1970年代初阿波罗任务的样本彻底改变我们对太阳系动态以及行星如何形成演化的理解，新研究再次证明从其他行星体返回样本，再以在地球实验室分析的科学价值。此外，也验证陨石坑计数方法估计其他行星（例如火星、金星和水星）表面年龄的可靠性。（编译/台北天文馆研究员李瑾）

资料来源：Science Alert