2016年9月20日下午，由國防科工局、教育部、中國科學(xué)院、共青團中央、中國科協(xié)聯(lián)合主辦的“月球探測科學(xué)載荷創(chuàng )意設計活動(dòng)” 頒獎典禮在中國科技館一層報告廳舉行。
我所比較行星學(xué)課題組博士生張明明，在林楊挺研究員、張輝研究員和中科院西安光機所王樂(lè )研究員的指導下，提出了“CCD月塵探測儀”科學(xué)載荷創(chuàng )意，從全國250多個(gè)候選項目中脫穎而出，榮獲“一等獎（排名第一）”。該創(chuàng )意還被國防科工局探月與航天工程中心制成模型，參加 “全國科普日（9.17-9.23）”活動(dòng)，在中國科技館二層主展廳亮相。
張明明（左一），國防科工局副局長(cháng)吳艷華（左三）
張明明在給中學(xué)生講解
項目簡(jiǎn)介：
月塵是月表最重要的環(huán)境因素，是月球上的“PM2.5”，其尖銳和易吸附的特性，影響宇航員的健康安全、月球車(chē)和載荷的正常工作。除人為活動(dòng)揚起月表的塵埃之外，自然條件下觀(guān)察到月球晨昏線(xiàn)上空出現神秘的 “輝光”。猜測月球輝光是由于漂浮的月塵散射陽(yáng)光形成的，但一直沒(méi)被證實(shí)，是阿波羅計劃遺留的未解之謎。NASA于2013年發(fā)射月球大氣和塵埃環(huán)境探測器（LADEE），探測月表上空20-70公里的月塵環(huán)境，揭示“輝光”的原因，但未達預期目標。
為探測月表的塵埃環(huán)境，并解開(kāi)月球輝光之謎，我們提出了一個(gè)全新的探測思路，并設計了“CCD月塵探測儀”。不同于傳統的直接探測飛行中的單顆粒月塵，我們是探測月球車(chē)和著(zhù)陸器表面沉降的月塵，統計其大小、數量、以及它們隨時(shí)間的變化。在實(shí)現技術(shù)上，采用CCD圖像傳感器直接記錄落在其上的月塵顆粒。微米大小的月塵落在CCD上，遮擋了部分像元（1~10微米），在圖像上呈現為黑點(diǎn)。因此，CCD月塵探測儀可以直接“看到月塵”，在效果上相當于光學(xué)顯微鏡。根據所記錄不同高度的月塵顆粒大小、數量及其隨時(shí)間的變化，將得到月塵環(huán)境參數，反演月表電場(chǎng)，并解開(kāi)月球“輝光”的世紀之謎。
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主要部件及其功能
CCD：能夠把光學(xué)影像轉化為電信號的半導體器件，廣泛用于數碼攝影和天文學(xué)領(lǐng)域。
光纖面板：屏蔽粒子輻射對CCD的損害，并使CCD可安裝于艙內，易于溫控。光纖的特性使其面板上的塵粒成像等效于直接在CCD上成像。
系統集成：設計在月球車(chē)和著(zhù)陸器分別安置2個(gè)CCD月塵探測儀，從而獲得四個(gè)不同高度的月塵分布信息。系統能耗低、重量輕、可靠性能好，達到月球和深空探測的工程要求。 |
