基于就位探测的月球空间风化研究

空间风化是月球及其他无大气天体（尤其是无磁场者）表面发生的重要过程。月球空间风化的光学效应已在实验室中利用月球样品与月球类比物得到大量研究。然而，在地球上无法复制原始月壤。本文基于我们此前的工作（Wang 等 2017；Wu 和 Hapke 2018），从嫦娥三号（CE-3）“玉兔”巡视器的独特视角报道空间风化现象。利用可见-近红外光谱仪（VNIS）对视觉上未受扰动的表层月壤以及受航天器火箭排气影响的位置进行测量，揭示返回样品带来了关于原始月壤的有偏信息。最表层月壤比其正下方月壤风化严重得多，且最细粒级富含空间风化产物。这些物质极暗并在整个可见光与近红外（VNIR）波段衰减，因而降低反射率并掩盖吸收特征。空间风化对光谱斜率的影响具有波长依赖性：可见-近红外连续谱斜率（VNCS）增大而可见光谱斜率（VS）减小。在可见光波段，空间风化与 TiO2 的光学效应相同：均降低反照率并使光谱蓝化。这表明需要开发新的 TiO2 丰度算法。光学成熟度指数是成分相关的，因此仅具局部意义。由于光学遥感仅能感知最表层数微米的月壤，且该表面往往风化严重，利用光学遥感数据解释表面成分需谨慎评估。建议对最表层进行采样。