首都科学讲堂｜走进山区小学助力青少年科学素质提升——记第797期《向月球南极进军》
4月29日，首都科学讲堂4月航天系列第三期，走进房山区十渡中心小学，邀请北京大学地球与空间科学学院教授焦维新，为爱好科学的孩子们揭开月球南极的神秘面纱，助力青少年科学素质提升。
房山区十渡中心小学是一所山区小学，在相关部门和社会各界关怀下，该校积极凝聚资源，打造科技实践课堂，提供丰富多彩的科学活动，营造科学氛围，在校园中掀起了探索求知的科学热潮。通过焦老师深入浅出的讲授，孩子们了解了地月关系、月球探测等知识，距离航天梦想又近了一步。
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首都科学讲堂走进房山区十渡中心小学
地球上为什么不能看到月球的背面？
焦维新首先向同学介绍了月球主要特征，“在月球表面，一个物体的重量只有在地球表面的六分之一，如果你到月球表面一定会感到身轻如燕，但月面行走会站立不稳。”
“你知道为什么在地球上只能看到月球的一面吗？”焦维新提问说，“月球是地球的卫星，所以总是围绕地球转动（公转），同时也围绕自己的自转轴转动（自转）。由于公转周期与自转周期相等，所以我们在地球上始终只能看到月球的一面（正面），如果不借助于探月卫星，是无法看到月球的另一面的。”焦维新解释说。
月球和地球直接位置关系
为了让同学们更好地理解，焦维新还请一位同学上台，和他一起为大家现场演示地月关系。
焦维新现场为同学们演示地月关系
焦维新还提到，月球的正背两面存在巨大差异，月球正面的大部分区域地势平坦、低洼，这些区域称为月海，只有少量的高原。而月球背面高低悬殊，多处耸立高山。
月球正面的月海（左图）和月球背面地形（右）
“月球上直径大于1米的陨石坑总数多达3万亿个。直径在5-20公里范围的陨石坑超过20000个，直径大于20公里的陨石坑有5185个。”焦维新说。
月球上直径大于20公里陨石坑的分布
开启神秘的月球南极之旅
在近期人类的探月计划中，无论是中国、美国、俄罗斯还是印度，这些有能力实现探月计划的国家都默契地将探索区域锁定在了月球南极，要知道月球南极的地貌条件相当恶劣，那为什么这里会成为各国探月的新目标呢？
焦维新解释说，“南极的月坑比较集中而且深，因为地理位置的缘故，有些月坑内部永远都不会被太阳照射到，所以就形成了永久阴影区，这里面的温度常年在-200℃左右，所以很有可能存在水冰。”
而月球南极存在水冰的结论，也被夏威夷大学的一个科研小组所验证，该科研组分析了印度“月船1号”探测器携带的月球矿物质绘图仪所得到的数据，发现了固态水冰的近红外吸收光谱的特性，直接证明了月球上含有水冰。
焦维新还列举了克莱门汀、月球勘探者、月球勘察轨道器等国外探测器在月球南极找水的故事。
月球勘探者号探测器（左）和其发现在深蓝色区域氢的含量最高
世界各国探月目标集中南极
我国对于月球的探测已经完成了嫦娥工程规划的“绕、落、回”三期工程。此前的探测器，如“嫦娥3号”“嫦娥5号”，主要降落在月球的中低纬度地区。如不出意外，下一步的探月，如“嫦娥6号”“嫦娥7号”等探测器将主要探测月球的南极。
“多个航天大国都将目光对准月球南极，人类未来探索月球应当会出现‘南极热’。”焦维新说道，“虽然已经判断极区有水冰，但水冰是怎样分布的？哪些地区水冰含量高，有开采价值吗？这些问题都吸引着世界各国的科学家进行研究。”
焦维新强调，未来月球与深空探测的竞争会越来越激烈，取胜的关键是培养一大批高素质的人才。
“希望同学们刻苦学习，打好基础，将来挑起使我国一直保持空间强国地位的重担。”焦维新说。
焦维新与房山区十渡中心小学的学生互动问答
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来源：北京科学中心
