前瞻技術脈動：太空科技（202514）

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2025年7月4日

圖、前瞻技術脈動：太空科技（202514）

日冕異常高溫：派克太陽探測器排除了其中一種解釋
太陽日冕的高溫違反了物理學原則，讓科學家困惑了數十年。由University of Michigan研究團隊發表於《The Astrophysical Journal Letters》期刊的研究成果指出，該團隊使用NASA的派克太陽探測器(Parker Solar Probe)挑戰了先前的理論，即太陽磁場中的S形彎曲（或稱為switchback）對太陽日冕的極端高溫有所貢獻。先前的觀點認為，這些switchback可能透過釋放磁力來加熱日冕，但實際上它們並非於日冕內部形成。相反地，它們存在於靠近太陽的太陽風中，且並不存在於日冕內部。儘管 switchback並未直接對日冕的高溫有所貢獻，但它們可能透過與快速電漿流和磁波的交互作用間接發揮作用。研究成果突顯了進一步調查 switchback的確切機制及其對日冕和太陽風潛在影響的必要性。該研究是由NASA資助。
參考資料：The corona is weirdly hot: Parker Solar Probe rules out one explanation. Science Daily. 2024/07/30.

在月球上發現天然石墨烯
先前的假說認為月球缺乏碳，但最近來自月球的碳離子流(carbon ion flux)觀測挑戰了該假說，顯示月球上存在碳。由Chinese Academy of Sciences研究團隊發表於《National Science Review》期刊的研究成果指出，該團隊發現天然石墨烯。研究團隊使用拉曼光譜學(Raman spectroscopy)分析了嫦娥五號帶回的一小塊月球樣本，發現幾個高碳含量的點，這些點似乎是石墨。由於石墨烯基本上是非常薄的石墨片，科學家在更高的放大倍率下檢驗樣本，確定其中一些碳的形式為石墨烯。一些石墨烯由兩到七層厚的薄片組成，另一些則是圍繞其他礦物的碳殼。這些碳殼中的石墨烯並不是從石墨中剝離出來的，而是透過需要高溫的過程形成的。研究團隊近一步檢驗後發現，鐵化合物僅存在於高碳含量的區域，顯示鐵化合物促進了石墨和石墨烯的形成。這些高溫可能來自月球早期的火山活動，或是月球土壤中的含鐵礦物捕獲了太陽風中的碳，並透過月球表面的熱電漿放電(hot plasma discharge)將其催化成石墨烯。儘管月球上的石墨烯數量不足以供未來的太空人使用，但研究其自然形成的方式有助於改進我們的人工生產方法。礦物催化的天然石墨烯形成有助於開發低成本、可規模化的高品質石墨烯合成技術。
參考資料：Natural graphene discovered on the Moon. New Atlas. 2024/08/01.

用於建造月球防爆護盾的築牆機器人引起關注
由ETH Zürich研究團隊發表於《 Frontiers in Space Technology》期刊的研究成果指出自主機器人可透過堆疊月球表面的巨石來建造防爆護盾，比過去提出的將月球土壤轉化為磚塊或其他材料的方法更節能。這些機器人，如HEAP挖掘機，可有效地收集和堆疊巨石，在火箭著陸和發射場周圍形成保護牆，幫助控制火箭發射時飛濺的碎片，這些碎片會損壞設備並影響遠離著陸點的區域。在考量機器人收集巨石時長達1,000公里的行駛距離，以及充電和休眠期間後，計算結果顯示，建造半徑50公尺、高度3.3公尺的環狀護盾大約需要126個地球日。雖然封閉堆疊巨石間的縫隙以防止表岩屑逃逸(regolith escape)是一項挑戰，但顯著的能源節約和使用現有材料的可行性使該方法成為一個有前景地月球建設方法。
參考資料：Wall-building robot eyed for blast shield construction on the Moon. New Atlas. 2024/08/06.

在火星上發現了廣大的地下水海洋
火星對研究人員來說一直是一個令人沮喪的焦點，因為過去兩個世紀以來，關於火星可能存在生命或水資源的證據屢次被新數據推翻。由University of California, Berkeley研究團隊發表於《PNAS》期刊的研究成果指出，該團隊發現，火星地表下方存在一個巨大的地下水海洋。利用來自NASA洞察號(InSight)探測器的地震數據和先進的計算模型，研究團隊辨識出一層飽含液態水的斷裂火成岩(igneous rock)，該層位於火星地表下方11.5至20公里（7至13英里）處。這個巨大蓄水池理論上可覆蓋整個火星，深度可達1.6公里（1英里）。然而，由於其難以觸及，這對探索和利用該水源造成了重大挑戰。研究發現為火星的地質歷史提供了新見解，提示了可能存在微生物的地點，並揭露了火星的水循環和氣候演變。(1390字；圖1)
參考資料：Vast underground ocean of water found on Mars. New Atlas. 2024/08/13.

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