馮·卡門撞擊坑

馮·卡門撞擊坑位於月球背面南極艾特肯盆地中部，是整個太陽系中最古老的撞擊坑，年齡大約為36億年，其保存了原始月殼的岩石，並可能含有水，具有極高科學研究價值。長久以來，科學家認為那裡可能存在著水。

月球背面南極—艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑，是40億年前被隕石砸出來的。

2018年12月8日2時23分，中國成功發射嫦娥四號探測器，首選著陸地點是馮·卡門撞擊坑。2019年1月3日10時26分，嫦娥四號探測器著陸在馮·卡門撞擊坑，實現人類首次在月球背面軟著陸。2019年2月4日，國際天文學聯合會批准嫦娥四號陸點所在馮·卡門坑內的中央峰命名為“泰山”。

基本介紹

• 中文名：馮·卡門撞擊坑
• 外文名：Von Kármán crater
• 位置：月球背面南極艾特肯盆地中部
• 年齡：大約為36億年
• 風化層厚度：2.5米至7.5米
• 中心點坐標：44.45°S 176.25°E

形成時間

馮·卡門撞擊坑的年齡大約為36億年。也就是說大約在月球形成10億年之後，馮·卡門撞擊坑形成。

早期研究結果表明，馮·卡門撞擊坑表面早已被後續噴發的玄武岩所填充。

形態特徵

撞擊艾特肯盆地的小行星不僅形成了馮·卡門撞擊坑，也形成了二次撞擊，大量的濺射物覆蓋了周圍大部分區域，至少還有四個二次撞擊形成的撞擊坑。從馮·卡門撞擊坑周圍可以看出，這裡還有一些蜿蜒的皺脊和凹槽結構。

馮·卡門撞擊坑北部是巨大的萊布尼茲環形山，東北和西北相鄰的是比較小的芬森環形山和奧雷姆環形山。馮卡門撞擊坑的中心位置坐標為44.45°S 176.25°E。

經過數十億年的經歷，馮·卡門撞擊坑形成了較為平坦的中心平原，直徑186公里，深度3公里。著陸區內風化層厚度可最高可達到7.5米，最薄的地方大約在2.5米。

馮·卡門撞擊坑是艾肯特盆地中比較典型地貌類型，與其他區域相比，撞擊坑中的撞擊坑將會比原撞擊坑更深入到月球的地幔以下，撞擊坑的物質與成分與其前酒海紀具有相當的代表性，對於月球外殼層的形成以及月球古火山活動研究，另外還有氧化鐵、釷、二氧化鈦等的含量比較異常對於月球形成等等都具有非常重大的意義。另外月球背面純淨的電磁環境也給科學實驗提供絕佳的場所。

著陸研究

馮·卡門撞擊坑位於月球背面南極艾特肯盆地中部，是嫦娥四號首選著的陸地點。該著陸區面積比虹灣地區小了許多，但是月球背面山峰林立、大坑套小坑，很難找出更大、更平坦的地方供嫦娥四號安身。

位置

2018年12月8日2時23分，中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射嫦娥四號探測器，首選著陸地點是馮·卡門撞擊坑。

嫦娥四號任務之一也將對撞擊坑下方的結構進行雷達探測，為這些地貌的形成提供解釋。嫦娥四號將深度繪製馮·卡門撞擊坑地下結構，同時結合撞擊坑規模、月壤厚度等數據，提出一個著陸區地層剖面信息。之後，嫦娥四號將通過5月份發射的中國“鵲橋”號通信中繼衛星與位於中國、阿根廷和納米比亞的地面站進行聯繫，傳遞無線電信號，同時發回電視圖像。嫦娥四號任務將有助於了解月球背面月海玄武岩的組成、艾特肯盆地整體結構、成分異常之謎、月壤演化等問題。

實際意義

作為中國探月工程實現最終月球採樣返回之前承前啟後的關鍵一步，“嫦娥四號”實現人類探測器首次在月球背面軟著陸的實際意義要遠大於象徵意義。它不遠萬里，突破重重險阻來到月之暗面，必然要走走看看，有一番作為。接下來，它將不負重託，利用攜帶的荷蘭研製的低頻射電探測儀聆聽遙遠宇宙的聲音；利用德國研製的月表中子與輻射劑量探測儀，“勘探” 深埋月下的“礦藏”；還將利用瑞典研製的中性原子探測儀，測量太陽風粒子在月表的作用。此外，“嫦娥四號” 還搭載有一項由重慶大學牽頭研製的科普載荷——“月面微型生態圈”，在荒涼月表上培育唯一的生命。

這些通過國際合作的形式，以技術指標先進性、科學目標創新性為原則，面向全球徵集產生的科學載荷，不僅體現了各國在相關領域的技術優勢，還凸顯了我國探月工程開放合作的理念。

正式發射

2019年新年伊始，中國探月工程實現開門紅——1月3日10時26分，經過約38萬公里、26天的漫長飛行後，中國嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面，實現人類探測器首次月背軟著陸。登入月球背面意味著無法與地球進行直接無線電聯繫。在月球背面的馮·卡門撞擊坑著陸後，嫦娥四號月球探測器將通過2018年5月份發射的中國“鵲橋”號通信中繼衛星與位於中國、阿根廷和納米比亞的地面站進行聯繫。它將傳遞無線電信號，同時發回視頻圖像。由著陸器和月球車組成的嫦娥四號將探測那裡是否存在水資源，拍攝照片，並進行輻射測量。它還將利用望遠鏡進行天文觀測，以驗證如下理論：鑒於月球背面遠離地球電離層，它將得到不受干擾的圖像。

研究成果

2019年5月16日，中國科學院國家天文台宣布，由該台研究員李春來領導的研究團隊利用嫦娥四號探測數據，證明了月球背面南極-艾特肯盆地存在以橄欖石和低鈣輝石為主的深部物質。國際學術期刊《自然》（Nature）線上發布了這一重大發現。

2019年1月3日，嫦娥四號探測器著陸在月球背面預選著陸區馮卡門坑內。早期研究結果表明其表面被後續噴發的玄武岩所填充，那么這些不同於玄武岩的深部物質，又是如何分布在著陸區域內的？

中科院國家天文台和儀器研製單位中科院上海技術物理所組成的研究團隊通過對光譜數據的分析發現，嫦娥四號著陸區月壤光譜的吸收特徵與月球正面月海玄武岩質月壤光譜的吸收特徵存在著顯著差異，展現出低鈣輝石的光譜特徵，並暗示有大量橄欖石的存在。進一步的分析證實，嫦娥四號著陸區月壤物質中橄欖石相對含量最高，低鈣輝石次之，僅含有很少量的高鈣輝石。這種礦物組合很可能代表了源於月幔的深部物質。

對覆蓋著陸區域的高解析度遙感圖像數據和高光譜數據的分析結果顯示，著陸器和月球車位於玄武岩“平原”的撞擊濺射物上，這些濺射物來自東北方向的芬森撞擊坑。嫦娥四號紅外成像光譜儀分析到的對象，正是芬森撞擊坑挖掘、拋射到馮·卡門撞擊坑表面的月幔物質。