嫦娥四号探测器作为人类首个在月球背面成功着陆的探测器，持续为人类探索月球提供关键数据。近期，一项发表于《科学进展》的研究基于嫦娥四号长达三年多的观测数据，揭示了月球表面辐射环境的新规律：月球“早晨”时段的辐射强度显著低于其他时段，这一发现为未来载人登月任务的安全规划提供了重要依据。
在地月空间中，来自银河系深处的高能粒子流——银河宇宙射线，始终是威胁宇航员安全的隐形杀手。这些以质子为主的高能粒子能量极高，能够穿透航天器防护层和人体组织，直接损伤DNA。尽管地球磁场如同巨大的保护罩，将大部分宇宙射线偏转至太空，但月球因缺乏全球性磁场，其表面长期暴露于高辐射环境中。此前科学界普遍认为，宇宙射线在地月空间中分布均匀，宇航员在任何时段登陆月球面临的辐射风险相当。
嫦娥四号的新发现颠覆了这一认知。研究团队通过分析探测器记录的高能质子数据，发现月球“早晨”——即日出后数小时内——其附近空间的宇宙射线密度较平均水平下降约20%。这一现象在多个月球自转周期中重复出现，表明其并非偶然。由于月球自转周期长达29.5个地球日，其“一天”相当于地球上的两周，而“早晨”特指日出后的短暂时间窗口。
进一步研究揭示，这一低辐射区域的形成与地球磁场的复杂结构密切相关。地球磁场并非规则的球壳，而是受太阳风影响呈现动态变形：面向太阳一侧被压缩，背阳侧则延伸成数百万公里长的磁尾。当月球运行至特定轨道位置时，即使处于向阳侧，地球磁场仍能通过偏转和遮挡部分高能粒子，在月地空间“投射”出辐射稀疏区。科学家形象地将此比喻为“粒子风”经过不规则屏障后，在屏障后方形成的“风速减弱”区域。
这一发现对载人登月任务具有直接指导意义。目前，辐射剂量控制是登月计划的核心挑战之一，宇航员在月表停留时间每增加一小时，健康风险便显著上升。若能选择“早晨”时段开展活动，可在不增加防护设备重量的情况下，将辐射暴露量降低20%，大幅提升任务安全性。研究团队强调，未来登月计划需结合月球相位与轨道动力学，精准规划“低辐射窗口”，为宇航员提供更可靠的安全保障。
该研究以“A galactic cosmic ray cavity in Earth-Moon space”为题发表于《科学进展》，为人类深空探索提供了新的辐射防护视角。
