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嫦娥七號探測任務候選著陸區臨近月球南極的沙克爾頓撞擊坑，該區域的水冰穩定性研究對探測任務具有指導意義。近日，中國科學院國家空間中心科研團隊在月球南極沙克爾頓區域水冰穩定性研究方面取得進展。科研人員剖析了低溫條件下的月壤熱性質，構建了可應用于南極沙克爾頓區域的月球極區水冰熱穩定性模型，開展了高空間分辨率的水冰熱穩定性模擬，探討了當地的表面輻射、月壤溫度、水冰穩定區域的分布特征，并討論了模擬結果對嫦娥七號南極水冰就位探測的意義。沙克爾頓撞擊坑內部的大部分區域為永久陰影區，但熱輻射的分布不均勻，而坑外遍布不同大小的永久陰影區和弱光照區域。在撞擊坑內部，年平均表面溫度的數值分布不均——坑底較平坦區域的平均溫度更低。對比研究發現，模擬的坑內年平均溫度要更低。基于模擬的月壤溫度，研究在撞擊坑內識別出水冰冷阱，還發現了HCN、SO2和NH3的冷阱。由于它們的升華溫度持續降低，其冷阱面積呈現動態收縮趨勢。研究識別的水冰冷阱面積，大于前人確定的水冰冷阱面積。此外，根據模擬結果，HCN冷阱不僅在壁面的部分區域存在，也可能存在于坑底的多數平坦區域。研究剖析了低溫條件下的月壤熱性質，構建了極區水冰熱穩定性模型。這一模型能夠計算出光照、月壤溫度以及水冰等揮發分的穩定分布區域，可應用于分析月球南極特別是嫦娥七號著陸區水冰熱穩定性，從而確定水冰潛在分布區域，為未來的水冰探測任務提供支持。相關研究成果發表在《行星科學學報》（The Planetary Science Journal）上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。論文鏈接沙克爾頓撞擊坑及周圍區域水冰和其他揮發分的穩定區域