登月释疑：糖霜现象究竟是什么？
鹰击长空
黑名单专治乌贼、鱿鱼、杠精、反智和谣棍05-18 12:46
糖霜现象是认为阿波罗登月造假的人最爱提及的现象，但这个被广泛提及的现象，除了几张嫦娥五号采样系统主任设计师邓湘金的视频截图在网上流传，甚至没有任何专门的研究资料讨论这一现象。
指望认为登月造假的人拿出正经研究是不可能的，所以我自己动手，找到了邓湘金关于糖霜现象的研究论文和一些其他资料，有望彻底理清糖霜现象这个问题。
在关于登月真假的讨论中，“糖霜现象”实际上有两层意思，我把这两层意思分作“糖霜现象”的两种定义，一种是一般的，一种是严格的。
定义好了之后我们再来分别讨论，先说第一种，也就是一般的糖霜现象。
这种现象以嫦娥携带的玉兔号的车轮轨迹为代表：
但事实上阿波罗任务中也有大量的车辙或足迹颜色更深的照片：
需要注意的是，嫦娥三四号携带的玉兔一二号中，有部分照片车轮轨迹没有颜色差异，阿波罗任务中同样存在轨迹没有颜色差异的照片，另外，玉兔号轨迹颜色比阿波罗任务的轨迹颜色更深。至于原因见我的另一篇文章：
阿波罗任务中轨迹有颜色差异的这些照片一开始并没有被人注意到，而认为阿波罗登月造假的人直接宣称没有这样的照片，当我拿出这些照片之后，这些人又开始说美国人自己并没有宣布发现这种现象。
其实美国人在1969年刚刚完成登月之后就宣布发现了深层月壤颜色更深的现象。下面是《阿波罗11号初步科学报告》¹²
这本近200页的报告完成于1969年10月，其中就提到：
“在刚翻开的土壤中，新鲜面都是深暗的灰色，很像野外的玄武岩”；
“在取芯样的底部，样品物质比表面物质阴暗”；
“走动或踢动带起的物质一般要比没有触动的表面物质更暗”。
邓湘金在这篇论文中对嫦娥五号采样前后颜色不一进行了研究。首先看一下采样区与未采样区的颜色对比，可以发现采样之后的地方颜色更深：
需要注意的是：第4次铲挖采样是在第1、2、3次铲挖位置上实施，与第2、3次铲挖位置有较多重叠区域。第10、11次铲挖采样在第6、7、8、9次铲挖位置上实施，与铲挖位置有较大重叠区域。
邓湘金对采样区域前后图像进行了DN值分析，在固定的光照和方位下，图像DN值的变化反映了物体表面反射特性的变化。
论文中提到了以下两个事实：
一、每次铲挖前后的原态月壤平均DN值要大于新鲜月壤，原态月壤与新鲜月壤的平均变化率为-24.71% 。在铲挖采样位置，81.04%的原态月壤全色谱段DN值要大于新鲜月壤。
二、在已经完成铲挖后的月面进行再次铲挖时，其平均DN值没有发生显著变化。
对于为什么采样前后的颜色不一，邓湘金有几点解释：
1. 月球次表层物质的平均反射率小于表面物质。
2. 月球表层颗粒形态与次表层颗粒形态可能不一致。
3. 月球表层颗粒与次表层颗粒组成及化学分子结构可能不一致。
总之，邓湘金在这篇研究采样前后颜色不一的论文中，不仅没有表示这和阿波罗任务揭示的月壤性质不一样，反而多次提到了和阿波罗任务表现的一致性。
由此也可知，以一般定义的糖霜现象根本无法质疑阿波罗登月的真实性，因为嫦娥任务中具有的这种现象在阿波罗任务中也有。
接下来我们再讨论严格定义的糖霜现象——除了新翻出的月壤颜色更深之外，这个颜色还会逐渐变浅。
采样区域颜色逐渐变浅这一说法，目前只有一个来源——邓湘金在《焦点访谈》节目中接受采访时说的几句话提到了这个现象，我们先看一下视频⁴：
视频中提到，嫦娥五号早上采完样的区域，在下午或晚上的时候颜色变浅了。
颜色逐渐变浅确实是一个新发现，目前已知的阿波罗登月资料中并没有提到这种现象。对此有两种可能的解释。
第一种解释：阿波罗任务中也存在颜色逐渐变浅的现象，但因为这个现象需要长达数小时的时间差进行对比，所以宇航员没有发现。
第二种解释：这是嫦娥五号独有的现象，在阿波罗任务和嫦娥三、四号中都没有发现。这种可能性较大，因为采集月壤和车轮翻动月壤并没有本质区别，都是将表层以下的月壤暴露出来，如果颜色逐渐变浅是一个普遍现象，应该比较容易发现，尤其是在嫦娥三、四号任务中，玉兔一、二号的行进速度非常缓慢，一天不足一米，有足够的时间观察这种差异，但均没有报告。比如下图的玉兔轨迹，数天前形成的轨迹肯定谈不上颜色变浅。
如果颜色逐渐变浅的糖霜现象是嫦娥五号独有的现象，那肯定无法用来质疑阿波罗登月的真实性，因为这个现象在嫦娥三、四号中也没有发现。
当然，我认为还有一种可能——根本就不存在颜色变浅的糖霜现象，这种可能基于以下几点理由：
1）邓湘金在《嫦娥五号探测器月面铲挖采样前后状态变化分析》这篇论文中根本就没有提到采样之后几个小时颜色逐渐变浅的现象。
2）邓湘金研究采样前后颜色不一时采用的测量DN值方法，完全可以用于研究颜色逐渐变浅这一现象，但论文中没有涉及。
3）邓湘金的其他论文也未提及颜色变浅这个现象。
4）除了上述视频的寥寥数语提到这种褪色现象外，没有任何图像、视频可以证明这种现象的存在。
5）这期《焦点访谈》播出于2020年12月19日，嫦娥五号12月1日进行采样，12月17日返回地球⁵。意味着这个采访只可能在12月1日～19日之间进行，这个时间内邓湘金不可能进行专门研究，这个颜色逐渐变浅的现象应该是通过肉眼直接观察屏幕和照片得出的。从节目效果来看，这确实也只是临时说出的新现象。
6）基于第5点，邓湘金提到的这种褪色现象很可能是一种视错觉，早上采样之后下午或晚上再观察出现这种错觉并不难理解。或者是因为在近半天的时间内太阳的角度发生了一定变化，在下午或晚上的照片中光照强度发生了变化，由于嫦娥五号本身的遮挡导致这种变化比较明显，使颜色深浅出现视觉差异。也正因此，他在正式研究中再未提及颜色变浅。
7）采样之后几个小时颜色变浅不合理，难以用现有科学理论解释。采样的地方颜色更深很好解释，因为表层和表层下的月壤反射率和颗粒形态等因素不一样，研究认为氦离子辐射或太阳风是导致反射率和颗粒形态差异的原因。但采样之后几个小时内，想要离子辐射或太阳风导致反射率、颗粒形态等出现显著变化是不太可能的。
因此，我认为有理由怀疑颜色逐渐变浅的严格的糖霜现象是否存在，毕竟目前没有任何一篇正式的论文讨论这一现象，就连唯一提出颜色变浅的邓湘金在正式研究中也从未提及这种现象。
当然，即便存在颜色逐渐变浅的糖霜现象，也无法用来质疑阿波罗登月的真实性，前文已经述及，这里就不再重复总结了。
根据答主@杨溢 的提醒，这里补充一点：有人认为月壤表层颜色浅、深层颜色深的原因是“表层水被晒干”。但周传娇、唐红、李雄耀等人Nature Communication的工作排除了颜色差异是“水被晒干”的猜想，因为：
1）表层与深层月壤矿物都有富水层。
2）水的来源是太阳风离子注入，在一定温压范围内反而水越晒越多。
作者：做你的秒钟（登月释疑(七) 糖霜现象究竟是什么？ - 知乎 (zhihu.com)）
参考资料：
[1]West J M, Bell P R, Calio A J, et al. APOLLO 11 preliminary science report[R]. Scientific and Technical Information Division of National Aeronautics and Space Administration, NASA SP -214, October 1969.
[2]APOLLO 11 preliminary science report 下载地址 https://www.hq.nasa.gov/alsj/a11/a11psr.html
[3]邓湘金,郑燕红,金晟毅,姚猛,赵志晖.嫦娥五号探测器月面铲挖采样前后状态变化分析[J].宇航学报,2021,42(08):1004-1014.
[4]焦点访谈视频完整版链接https://tv.cctv.com/v/v1/VIDEzRSM8I0a17IUTKCS3CY5201219.html
