嫦娥五號探測器于12月1日23時許成功著陸月面后，正按計劃進(jìn)行表取采樣。這一次，嫦娥“五妹兒”還將帶上中國航天科技集團(tuán)有限公司五院510所(以下簡稱“航天510所”)研制的月塵帶電測量儀奔向月球，將揭開月塵飛揚的秘密。
本次“嫦娥五號”共搭載了由該所研制的27臺/套產(chǎn)品，作為“探月家族成員”核心系統(tǒng)裝置，月塵帶電測量儀被安裝在嫦娥五號著陸器的頂部，對月球白天揚起的帶電月塵進(jìn)行測量。這將是自美國阿波羅計劃以來，人類第一次對月球表面的帶電塵埃進(jìn)行直接測量。
上世紀(jì)六七十年代，人類踏足月球發(fā)現(xiàn)，月球地平線上“漂浮”著一層“薄霧”，在陽光的照射下，發(fā)出白色的“輝光”。關(guān)于“地平線輝光”，科學(xué)家們普遍認(rèn)為，是月球表面極細(xì)的粉塵顆粒(月塵)在某些作用下，揚起和漂浮到空中后散射太陽光形成的。
航天510所披露，月塵來源于月壤中粒徑小于20μm的顆粒，大部分屬于PM2.5。這些月塵月表環(huán)境中易發(fā)生遷移運動，主要的因素有有流星體濺射、人類活動、靜電懸浮等。
一些科學(xué)家認(rèn)為自然環(huán)境下，月塵懸浮遷移的主要原因是月塵帶電和近月表靜電場的存在——在太陽光照射、太陽風(fēng)和宇宙線等復(fù)雜的作用下，帶上了電荷，并在電場的作用下四散飛揚。然而，這些作用具體是怎樣發(fā)揮作用的，一直眾說紛紜，吸引著人類不懈的探索。
據(jù)介紹，月塵帶電測量儀由兩套相同的測量探頭組成，每套探頭又分別由一組阻滯柵網(wǎng)(阻滯勢分析儀)和一臺微質(zhì)量天平(粘性石英晶體微量天平)組成。阻滯柵網(wǎng)像扇門，在一定時候，只有滿一定條件的“月塵”才可以通過。這個條件就和月塵的帶電量有關(guān)(荷質(zhì)比)。
阻滯柵網(wǎng)由兩片帶孔的金屬片組成，上下片可以分別設(shè)置不同的電壓，這樣它們之間就可以產(chǎn)生均勻的電場。一旦帶電顆粒進(jìn)入柵網(wǎng)內(nèi)部，它就能受到電場力作用，如果電場力與重力方向相反，顆粒就可能被排斥出去，因而不能穿過柵網(wǎng)。
柵網(wǎng)的下方是一個由粘性薄膜和石英晶片組成的微質(zhì)量天平，它相當(dāng)于月塵顆粒的“體重秤”。它利用石英晶體的“逆壓電效應(yīng)”進(jìn)行測量。當(dāng)晶體電極表面附著一定質(zhì)量后，其振動頻率會發(fā)生改變，通過測量頻率的改變量就可以知道表面的質(zhì)量了。
航天510所稱，這是目前最靈敏的“秤”，甚至可以測到納克級的質(zhì)量。當(dāng)通過柵網(wǎng)的月塵顆粒被粘性膜“粘住”后，這些顆粒的質(zhì)量就被稱量出來了。于是，通過設(shè)置不同的“門檻”，不同帶電量的月塵就被測量出來了。(完)
