中国空间科学技术 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (6): 25-31.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0080
程雅苹,杨勇,郭万磊
CHENG Yaping,YANG Yong,GUO Wanlei
摘要: 小行星携带着太阳系形成初期原始成分的信息,是研究“一黑两暗三起源”太阳系起源问题的活化石。有些小行星含有稀土、金属等元素,探明小行星的物质组成是展开太空资源利用的前提。目前的天体组分研究手段,例如光谱分析和实验室样品分析等,存在非原位、精度差、易污染等问题。银河系宇宙线诱发伽马谱是一种值得探索的新方法,可用于研究小行星物质组成。通过蒙特卡洛模拟分析,对01s宇宙线辐照下诱发产生的伽马能谱进行了研究,并报告了铁、氧等元素的激发特征伽马谱,与权威核数据库一致。基于极大似然估计数理分析方法,对S型小行星的数值模拟伽马谱进行了反解,并得出与输入的真实值符合良好的结果,元素质量百分比的绝对误差小于5%。这项研究初步论证了基于诱发伽马谱实现S型小行星物质组成原位识别的可行性,并展示了超高的灵敏度,能够检测质量百分比低至3%的元素。该方法还适用于无大气层的天体(例如月球或火星),用于了解天体物质成分,服务太空资源开发利用的工程目标。此外,通过对搭载了伽马谱仪的科学数据进行物理解释,可以了解天体的地质历史,进而回答太阳系起源演化问题。