[读懂科学]NASA为何突然盛赞“Danuri ShadowCam”？

“搭载在（韩国的）‘DANURI’上的ShadowCam正在很好地执行任务。”

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美国国家航空航天局（NASA）于上月29日（当地时间）在其官方网站首页公开了由韩国首个月球探测器“DANURI”搭载的有效载荷ShadowCam对月球表面进行精密探测的结果。该资料在同月25日韩国总统Yoon Suk Yeol访问NASA总部后4天被放到首页，截至1日目前仍然占据NASA官网首页的显著位置。

NASA就此表示，“（去年年底）阿耳忒弥斯1号任务成功，以及近期阿耳忒弥斯2号乘组遴选等，（为2025年以后）人类历史上首次探测月球南极的阿耳忒弥斯3号发射准备正在顺利推进”，“为此，通过能够提升深空探测和对宇宙理解的科学研究，正尽可能多地学习有关月球永久阴影区的信息”。

NASA同时重点介绍了“DANURI”和ShadowCam。NASA解释称，“收集（关于永久阴影区）信息的方法之一，就是利用被命名为ShadowCam的高灵敏度光学相机”，“ShadowCam与其他5台韩国国产科学设备一起，搭载在去年8月发射的韩国航空宇宙研究院（KARI，航宇研）的DANURI（Korea Pathfinder Lunar Orbiter，KPLO）上”。

搭载在DANURI上的ShadowCam是韩美宇宙合作的标志性项目。一直以来，航天开发经验尚浅的韩国，除向美国委托发射卫星外，并未与美国建立过其他实质性合作关系。相反，美国还以导弹技术控制制度（MTCR）和国际武器贸易条例（ITAR）为由，对“努里号”运载火箭研制进行“事实上的”阻挠。然而在DANURI的研制与发射过程中情况发生了变化，这是韩美在宇宙领域合作首次全面展开的案例。航宇研接受了NASA的提议，搭载了ShadowCam。韩方没有收取费用，作为交换，则获得了DANURI深空航行技术和经验，以及深空通信网络的支持。

DANURI为节省燃料、尽可能延长任务寿命，采用此前几乎未曾尝试过的弹道型月球转移轨道（BLT），经过4个月深空航行后成功进入月球轨道。对于除卫星发射与运营外几乎毫无经验的航宇研而言，这是从未尝试过的技术。据悉，诸如复杂的姿态机动转换、为进入月球轨道而进行的精细推进器点火等航行技术，若无NASA的协助几乎不可能实现。此外，为与DANURI进行通信，航宇研除了使用自主构建的深空天线网络外，还得到了美国的支持。

图片由韩联社提供

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这一象征“韩美宇宙合作”的ShadowCam由美国民营企业Malin Space Science Systems公司与亚利桑那州立大学（ASU）联合开发。与以往历代月球观测相机相比，其光学灵敏度极高，旨在拍摄从未受到过太阳直射光照的月球南极永久阴影区。其主要任务是为2025年以后人类第二次登月探测项目——阿耳忒弥斯3号——遴选月球着陆候选区域。为了今后在被推测为埋藏有冰态水的月球南极永久阴影区进行探测和巡视器（rover）作业，ShadowCam将拍摄高分辨率影像并制作成地图。与搭载在2009年NASA发射的月球轨道器LRO上的相机（NAC）相比，其性能高出200倍以上。

NASA在总统Yoon访问位于华盛顿特区的总部4天后的当天，通过ShadowCam公开了迄今为止拍摄图像中的代表性成果。第一张图像是ShadowCam拍摄的位于月球南极附近的Skeleton陨石坑的高分辨率图像，表面地形地物清晰可见，甚至能看出岩石滚落留下的痕迹。NASA表示，“由于ShadowCam能够在极其微弱的光照环境中工作，才得以拍摄出这种水平的图像”，“ShadowCam比LRO的NAC可以拍摄出光学灵敏度高出200倍以上的照片”。尤其是关于从陨石坑高耸的壁（wall）上滚落的岩石痕迹被清晰记录一事，NASA强调称，“通过掌握岩石的形状和速度以及月壤特性，可以加深对月球地质工程学特性的理解”。

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“다누리”号搭载的“ShadowCam”设备。照片来源 科学技术信息通信部提供

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NASA接着还公开了利用微弱反射光或“地球照”（earthshine）对月球表面进行细致拍摄的照片。月球上也会像地球上的月光一样出现“地球照”（earthshine）。从月球上看，当地球在地球观测者眼中呈“娥眉月”时，地球却像“满月”一样整体形貌完全可见，此时“地球照”最为强烈，犹如“月光”。但其强度仅为阳光反射光的十分之一。ShadowCam在试运行期间，抓住娥眉月阶段地球照最强的时机，成功利用该光源拍摄了月球赤道附近Bruce陨石坑内部的样貌，展示了其卓越性能。同时，NASA还公开了在距月球南极26公里的永久阴影区利用反射光拍摄的Marvin陨石坑等细节景象的图像。

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