東京都立大學的研究人員透過模擬表明，新開發的小型 X 射線望遠鏡可以幫助創建整個月球表面的化學圖。這樣的地圖將是了解月球如何隨著時間的推移而形成、變化和演化的重要一步。
他們的詳細模型包括望遠鏡探測器和前往月球軌道的現實衛星任務，顯示望遠鏡可以在兩年內繪製五個重要元素的地圖。由五到五個探測器組成的更大陣列可以產生更清晰的地圖並更快地完成工作。
繪製月球化學成分圖
月球的地質歷史仍未完全了解。一個主要原因是科學家還沒有完整的月球表面地球化學圖。由於研究人員無法簡單地收集月球所有部分的樣本，因此必須依靠遙感方法。
其中一種方法是 X 光螢光成像。在這種方法中，偵測器瞄準月球，捕捉特定元素在受到太陽輻射照射後發出的 X 射線。這些訊號可以幫助揭示皮膚不同區域的元素。
為什麼滿月地圖這麼難？
阿波羅和月船任務的早期觀測產生了有用的部分地圖，但仍缺乏完整的全球地圖。由於多種原因，創建一個技術上很困難。任務收集陽光驅動的 X 射線訊號的時間有限，而且探測器在太空中長時間運行可能會退化。
這個問題在月球兩極附近尤其困難。在這些地區，太陽的 X 射線較弱，這使得收集識別表面元素所需的訊號變得困難。
用於月球軌道的緊湊型 X 射線望遠鏡
為了克服這些障礙，東京都立大學教授 Airi Toida 和 Yuichiro Ezoe 領導的團隊提議在繞月衛星上使用緊湊型 X 射線望遠鏡。當太陽發出更強烈的 X 射線照明時，該望遠鏡將允許在強烈的太陽耀斑期間觀測月球表面。
傳統的 X 光望遠鏡對於此類任務來說通常太大且太重。相較之下，團隊的緊湊型望遠鏡最初是為了研究地球磁層而設計的，重量不到十公斤。它的小尺寸使其可以用於長期月球衛星觀測。
該探測器還在比月球軌道預期更惡劣的條件下進行了測試。這種耐用性可以在長期任務期間支援寬視野、高解析度成像。
模擬顯示了滿月地圖的路徑
研究人員隨後將望遠鏡的規格添加到數值模擬中，以測試衛星任務是否能夠成功繪製月球地圖。假設每年發生 300 次太陽耀斑，且月球軌道衛星上有一個望遠鏡，模擬顯示可以使用 70 x 70 公里的網格在兩年內繪製出整個月球表面的五種元素（氧、鐵、鎂、鋁、矽）地圖。
由於望遠鏡非常緊湊，研究團隊還觀察了一顆攜帶五乘五望遠鏡陣列的衛星。根據模擬，這個由25個望遠鏡組成的系統可以將任務時間縮短至一年。經過兩年的運行，它還可以繪製鈉圖，將網格尺寸擴大到 30 x 30 公里。
月球地質學的新窗口
如果任務概念成為現實，它將創建第一個完整的整個月球元素豐度圖。這項成就將為科學家提供一個強大的新工具來研究月球地質學並重建月球漫長而複雜的歷史。
這項工作得到了 JSPS KAKENHI 資助，編號為 21H04972。
