阿耳忒弥斯任务可以从南极的月球内部收集岩石

最近的研究表明，数十亿年前，有记录以来对月球的最大撞击将月幔中的物质分散到了南极。这一事件塑造了南极-艾特肯盆地，这是一个位于卫星远端、直径超过 2000 公里的巨大结构。计算机模拟表明，阿耳忒弥斯号宇航员在南极附近收集的样本可能包含从月球内部深层挖掘出的碎片，提供了有关卫星原始成分的独特数据。

43亿年前小行星以小角度撞击月球

另一颗直径约为 260 公里的小行星会以大约 30 度倾斜的倾斜轨道与月球相撞，速度为每秒 13 公里。在撞击过程中，物体的上部在称为斩首的过程中分离，而其致密的核心继续运动并使表面变形，但没有完全穿透它。这种南北轨迹解释了南极-艾特肯盆地的细长、锥形形状，这是垂直撞击或其他角度撞击无法再现的特征。

这次撞击将超过 90 公里深处的岩石移走并喷射出来，将其中一些物质送到了盆地的南缘。由此产生的结构在不同点的深度在 6 至 8 公里之间，巩固了其作为太阳系中保存最古老的地标的地位。

模拟测试了多种碰撞场景

• 具有铁核和岩石地幔的分化小行星再现了观察到的地壳结构。
• 高速、直角撞击产生了更多圆形和超深的陨石坑。
• 只有倾斜轨迹才能解释盆地的不对称性和锥形形状。
• 模型中地壳塌陷和流动的完整过程持续了大约三个小时。

研究团队运行了冲击器尺寸、速度和角度各不相同的三维模型。小行星的金属核心导致了不对称变形，但没有完全破坏当地的地壳。结果结合了月球轨道器获得的地形、重力和成分数据，增强了模拟的准确性。

月幔样本带来前所未有的科学潜力

阿耳忒弥斯三号和后续任务的宇航员计划降落在月球南极附近的地区。模拟表明这些位置位于南极-艾特肯盆地的喷射带内，使得从月幔收集物质成为可能。科学家希望这些样本包含月球内部的独特成分，这是一种直到今天才很少到达地球的碎片。

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这种材料将有助于了解月球形成后的内部分化和热演化。月幔样本将提供有关卫星原始成分的数据，并有助于校准早期太阳系的撞击年表。确定该盆地的确切年龄可以完善有关晚期猛烈轰击的模型，这是早期太阳系历史上的一个关键时期。

月球探索获得了额外的科学意义

月球南极已经成为阿耳忒弥斯任务的优先目标，因为永久阴影陨石坑中存在冰，这是未来人类基地的重要资源。这一发现使该地区具有研究月球内部的非凡潜力，显着提高了探索的科学价值。宇航员将能够在舱外行走时收集岩石和风化层，并通过地球上的实验室分析来识别地幔的化学和同位素特征。

未来的轨道飞行器可以更详细地绘制南极-艾特肯盆地喷出物的分布情况。现场收集的数据和远程观测的结合将加强科学结论并巩固对月球和太阳系起源的理解。