东京都立大学的研究人员通过模拟表明，一台小型新型X射线望远镜可以帮助绘制整个月球表面的化学地图——这是理解月球如何形成、变化和演化的重要一步。因为，说实话，我们不可能很快从每个陨石坑都采集到样本。

他们的详细建模（包括望远镜探测器和真实的月球轨道卫星任务）表明，一台望远镜大约可以在两年内绘制出五种重要元素的地图。一个更大的五乘五探测器阵列可以生成更清晰的地图，并更快地完成工作。因为为什么用两年能做完的事，不能用25台望远镜在一年内完成呢？

月球的地质历史仍未完全了解，很大程度上是因为科学家还没有完整的月球表面地球化学图。由于研究人员无法简单地从月球各处采集样本——你知道，后勤问题——他们必须依赖遥感方法，如X射线荧光成像。探测器指向月球，捕捉特定元素在被太阳辐射撞击后发出的X射线，从而揭示不同区域存在哪些元素。

早期来自阿波罗和月船任务的观测产生了有用的局部地图，但完整的全球地图仍然难以获得。任务时间有限，无法收集足够的太阳驱动X射线信号，而且探测器在太空长期运行中会退化。这个问题在月球两极附近尤为严重，那里的太阳X射线较弱。

为了克服这些障碍，由Airi Toida和Yuichiro Ezoe教授领导的团队提出在绕月卫星上使用一台紧凑型X射线望远镜。该望远镜最初设计用于研究地球磁层，重量不到十公斤——小到足以用于长期月球卫星观测。传统的X射线望远镜通常太大太重，不适合这类任务。该探测器还已在比预期月球轨道更严酷的辐射条件下进行了测试。

研究人员随后将望远镜的规格加入数值模拟，以测试卫星任务能否成功绘制月球地图。假设每年有300次太阳耀斑，且绕月卫星上搭载一台望远镜，模拟显示，整个月球表面可以在两年内绘制出五种元素（氧、铁、镁、铝、硅）的地图，网格大小为70 x 70公里。

由于望远镜非常紧凑，团队还研究了搭载五乘五阵列望远镜的卫星。根据模拟，这个25望远镜系统可以将任务时间缩短到一年。运行两年后，它还可以绘制钠元素的地图，同时将网格大小提高到30 x 30公里。

如果其中任何一个任务概念成为现实，它将产生第一张完整的月球元素丰度地图——为科学家提供研究月球地质和重建月球漫长而复杂历史的有力新工具。这项工作得到了JSPS KAKENHI资助号21H04972的支持。材料由东京都立大学提供。