月表磁异常结构与太阳风相互作用的统计分析

基于嫦娥一号二号卫星太阳风离子探测器所获取的月球空间环境数据，我们将对月表磁异常结构与太阳风的相互作用进行统计研究。具体研究课题包括（1）分析月表磁异常结构附近是否普遍存在微磁层；（2）估算微磁层的大致尺度及形状；（3）确定微磁层的性质如何受外部物理条件的影响；（4）研究月表附近太阳风物理参数与磁异常区磁场强度分布的相关。这一系列研究是国际上首次利用统计的方法对微磁层现象进行大样本研究。考虑到目前仅存在三次关于微磁层存在证据的报道，我们预期项目的顺利实施将对磁异常结构这一月球科学热点问题产生重要的，关键性的推动作用，同时此项目的提出也符合我国既定的深空探测长远规划的需求，能够增加嫦娥探月项目的国际显示度。

在本项目中，我们基于我国自主的嫦娥一号二号卫星数据，对月表磁异常结构与太阳风的相互作用进行了细致的研究。研究内容主要包括两个方面：（1）基于嫦娥二号卫星太阳风等离子体数据在接近磁异常结构时的观测特性，确定了局域性磁场对入射太阳风的屏蔽和加热效应，首次通过离子就位探测数据验证了月球表面微磁层结构形成的可能性；（2）基于嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪数据，发现在磁异常区域内480nm-960nm波段的辐射和周围平均辐射相比更蓝并且更亮，意味着局域磁场可以有效弱化太阳风离子所诱发的月表空间风化效应。除上述研究内容以外，我们还结合中国长远的深空探测规划，将研究对象从月球空间环境拓展到太阳系内类地行星的空间环境。相关研究成果包括：（1）基于卡西尼卫星质谱仪数据对泰坦高层大气的甲烷逃逸现象进行了大样本统计分析，明确了其间歇性逃逸的观测特性，为解答行星大气逃逸机制问题提出了挑战；（2）基于卡西尼卫星质谱仪数据对泰坦高层大气中的重力波现象进行了系统性分析，确认了所观测密度扰动的本质为重力波，特征波长750公里，特征周期10小时，主要沿水平方向传播，并对数据所揭示的波动成分效应进行了物理解释；（3）基于火星全球勘探者射电掩星数据和火星快车雷达回波数据对火星电离层中的若干关键性科学问题进行了分析，提出火星电子温度在接近晨昏分界面处会显著增强，可能与太阳风高能电子沉降诱发的加热有关，同时验证了火星夜间电离层可以由水平输运所贡献，并估算了2公里/秒的特征水平输运速率。上述研究成果对解答月球与行星科学中的几个热点问题做出了有益的贡献，同时也有助于我国未来深空探测规划科学目标的制定。