月球着陆器的中子和剂量学:月球上辐射水平的首次测量

　　在未来的几年和几十年里，各国都想探索月球，并计划为此再次派遣宇航员到那里。但在我们不适宜居住的卫星上，空间辐射构成了重大风险。阿波罗计划的宇航员们随身携带着所谓的剂量仪，在整个登月和返航过程中，这些仪器会对总的辐射暴露量进行初步测量。在最近一期（2020年9月25日）的著名期刊《科学进展》（Science Advances）上，中国和德国科学家首次报道了月球辐射的时间分辨测量。

　　在联邦经济事务和能源部的资助下，代表德国航空航天中心（DLR）空间管理局在基尔大学开发并建造了“月球着陆器中子和剂量测定系统”（LND）。LND进行的测量允许计算所谓的当量剂量。这对于估计空间辐射对人类的生物影响十分重要。该出版物的另一位作者、科隆德国航空航天中心的托马斯·伯杰说:“我们测量的辐射暴露量是衡量宇航员宇航服内辐射水平的良好基准。

　　测量结果表明，当量剂量率约为每小时60微西弗。相比之下，从法兰克福飞往纽约的长途航班的平均票价要低5到10倍，地面上则要低200多倍。“由于宇航员在月球上停留的时间要比往返纽约的乘客长得多，这对人类来说意味着相当长的暴露时间。”基尔大学的罗伯特说，他的团队开发并制造了这种仪器。“我们人类并不是真正被造来承受太空辐射的。然而，宇航员在月球上停留的时间越长，他们就可以而且应该尽可能地保护自己，例如在他们的栖息地覆盖一层厚厚的月壤。”第二作者解释说。“宇航员长期留在月球上，患癌症和其他疾病的风险就可以降低，”德国航天中心的克里斯汀·赫尔韦格补充说。

　　这些测量是在中国登月舱“嫦娥四号”上进行的，该登月舱于2019年1月3日在月球的远侧着陆。这款来自基尔的仪器可以在月球“白天”进行测量，而且和所有其他科学仪器一样，它会在寒冷的月夜关闭，持续近两周，以节省电池电量。该设备和登陆器计划进行测量至少一年，现在已经超过了这个目标。来自该设备和登陆器的数据通过位于月球后方的中继卫星que桥传回地球。

　　所获得的数据对于未来的行星际飞行任务也有一定的相关性。由于月球既没有保护性的磁场，也没有大气，除了月球本身的屏蔽之外，月球表面的辐射场类似于行星际空间的辐射场。“这就是为什么LND进行的测量也将用于审查和进一步发展可用于未来飞行任务的模型。例如，如果有人驾驶的任务离开火星，新的发现使我们能够可靠地估计预期的辐射暴露。这就是为什么我们的探测器还能让我们测量辐射的成分非常重要。”