東京都市大學的研究人員透過模擬顯示，一款新開發的微型 X 射線望遠鏡有助於繪製出整個月球表面的化學成分圖譜。這樣的圖譜將是理解月球如何形成、改變及隨時間演化的重要一步。
他們詳細的模擬模型，包含了望遠鏡偵測器和一個真實的繞月衛星任務，顯示單一望遠鏡大約可在兩年內繪製出五種重要元素的圖譜。而一個由 5x5 個偵測器組成的陣列則能產生更清晰的圖譜，並更快地完成工作。
月球的地質歷史仍未被完全理解。主要原因之一是科學家尚未擁有完整的月球表面地球化學圖譜。由於研究人員無法簡單地從月球的每個地方採集樣本，因此必須依賴遙感方法。
其中一種方法是 X 射線螢光成像。在此方法中，偵測器對準月球，捕捉在受到太陽輻射撞擊後，特定元素所發出的 X 射線。這些訊號有助於揭示不同地表區域存在哪些元素。
為何完成月球地圖如此困難
先前阿波羅號和月船號任務的觀測產生了部分有用的地圖，但仍缺少一張完整的全球地圖。由於多種技術原因，創建一張完整的地圖非常困難。任務收集足夠的太陽光驅動 X 射線訊號的時間有限，且偵測器在長時間的太空飛行中可能會劣化。
這個問題在月球極區附近尤其困難。在這些區域，太陽 X 射線較弱，使得收集識別地表元素所需的訊號更加困難。
用於月球軌道的緊湊型 X 射線望遠鏡
為了克服這些障礙，由東京都市大學的 Airi Toida 和 Yuichiro Ezoe 教授領導的團隊提出使用一顆繞月衛星上的緊湊型 X 射線望遠鏡。該望遠鏡能在太陽耀斑較強、太陽提供更強烈 X 射線照明時，進行月球表面的廣域觀測。
傳統的 X 射線望遠鏡通常過於龐大和沉重，不適合此類任務。相比之下，該團隊的緊湊型望遠鏡最初是為研究地球磁層而設計的，重量不到十公斤。其小巧的尺寸使其適合長期的月球衛星觀測。
該偵測器也曾在比月球軌道預期更嚴苛的輻射條件下進行測試。這種耐用性有助於在長時間任務中實現穩健、廣域、高解析度的成像。
模擬顯示繪製完整月球地圖的途徑
研究人員隨後將望遠鏡的規格加入數值模擬中，以測試衛星任務是否能成功繪製月球地圖。假設每年有 300 次太陽耀斑，且單一望遠鏡搭載於繞月衛星上，模擬顯示在兩年內，使用 70 x 70 公里的網格大小，即可繪製出月球表面五種元素（氧、鐵、鎂、鋁、矽）的圖譜。
由於望遠鏡非常緊湊，該團隊還研究了搭載 5x5 個望遠鏡陣列的衛星。根據模擬，這個由 25 台望遠鏡組成的系統可將任務時間縮短至一年。若運行兩年，還能繪製出鈉的圖譜，並將網格大小提高到 30 x 30 公里。
如果其中一個任務概念成為現實，將產生第一張涵蓋整個月球元素豐度的完整地圖。這項成就將為科學家提供一個強大的新工具，用於研究月球地質並重建月球漫長而複雜的歷史。
