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嫦娥五号上的《摘月》 月球土壤有多珍贵?

发布于:2020-11-21 被浏览:3348次

银河九天宽,

16春秋。

中国的嫦娥五号任务,

剑指月球采样和返回。

月球采样?是什么简单地说,去月球“挖掘”并把它带回地球。通过地基天文望远镜对月球的观测,空间望远镜和卫星对月球周围的遥感探测,无人月球车和阿波罗宇航员对月球表面的巡视勘测,已经知道几乎整个月球表面都覆盖着一层细小的粉状风化物质33,354月球风化层。

月球土壤在研究月球的样本被人类使用。事实上,月壤不仅指月壤,也指直径几米的岩石,位于或埋在粉状风化物质中。由于小天体的长期撞击,大的基岩只暴露在陡峭的山脉、陨石坑和火山通道的悬崖上。

在人类探月史上,很多航天大国都去过月球采样。从1969年7月到1972年12月,美国通过阿波罗11号到阿波罗17号载人飞船进行了7次载人登月任务,带回了约381.7公斤的月球土壤和岩石样品。目前,科学家们根据当时阿波罗带回的样本处理所使用的分类方法,对收集到的月球样本进行分类。

月壤的类型按粒度进行分类筛选,分为> 1 cm、1 cm~4 mm、4mm~2 mm、2 mm~<1 mm和<1 mm,研究工作中以粒径1 cm的部分作为岩石样品进行研究,称为月壤。粒径小于<1 cm的部分作为土样处理,按习俗也叫月壤,即狭义的月壤;其中粒径<1 mm的部分是整个月球土壤样品的主要成分,在大多数月球土壤样品中占总重量的90%以上。事实上,月球岩石和月球土壤都是从月球的风化层中收集的。

那么为什么科学家要花这么多时间研究月球土壤呢?月球土壤是从月球固体岩石圈到太阳系空间的过渡地带,其中包含了大量有关相关领域的信息。月球土壤的研究不仅涉及月球本身,还包含太阳系空间物质和能量的重要信息。对月球土壤层和月球土壤样品的深入研究可以提供丰富的信息。

这些信息包括:太阳系早期演化的历史记录;月球岩石和月球土壤的宇宙射线暴露和辐射历史;月球挥发性物质脱气史;太阳风的组成和太阳表面的组成特征;小天体和微陨石撞击月球的历史记录,进而推断小天体撞击地球的历史;月球地壳岩石圈的组成和分布特征对研究月球乃至地月系统的演化历史具有重要意义。

月球土壤除了具有科学意义外,还含有丰富的资源,包括稀有气体和其他气体成分(特别是氦-3,可用于受控核聚变)、钛铁矿、KREEP Rocks(富含K、REE和P)等矿产资源。

由于月球土壤在月球表面,疏松、疏松、细腻,易于开采,是未来月球基地建设、采矿、修路、资源开采的首选目标。在可预见的很长一段时间内,月壤的经济价值远高于下伏基岩。因此,通过对月球土壤的仔细研究,可以为月球资源的开发利用提供重要信息,为月球基地的定位提供重要的科学依据。

需要注意的是,目前所谓的月球资源对于地球上的人类来说是有潜在开发价值的,而没有商业开发价值。然而,利用月球土壤生产一些建筑材料、结构部件、铺路、在月球上生产氧气和水对于人类在月球上长期停留是非常必要的。由于地球与月球之间的运输成本非常昂贵,当地开发利用月球土壤资源可以大大减少从地球到月球的货运量,从而减少资本投资。

以下照片是作者在约翰逊航天中心拍摄的:

月球上没有氧气,也没有绝对的干燥和微生物,所以收集回地球的月球样本必须储存在一个装满氮气的密封盒子里。研究人员使用密封盒中的两只塑料手套进行取样、切割和称重操作。

这是平放的钻孔样品。钻孔的层序反映了月球土壤层的层序,不能颠倒。

操作月球样品的塑胶手套。

阿波罗11、12、14号人物的钻孔直径为1.97 cm,阿波罗15、16、17的钻孔直径为4.13 cm。

最长钻孔长度小于2.5米。由于当时的技术限制,钻孔完全是人工钻孔,由于月球的重力只有地球的六分之一,很难达到这个长度。

如何保证月球样品不受地球环境的污染,如何避免月球样品与氧气、水和生物接触,是月球样品保存中最重要的课题之一。

处理和储存月球样本的器具和工具也有严格的要求,以避免样本污染。

阿波罗样本号15的前两位数字表示阿波罗15号任务收集的样本。用不同的编号方法将岩石和土壤分开。

阿波罗15的岩石样品。

岩石类型:月球角砾岩,采样地点:沙丘撞击坑南缘

这种角砾岩是由玄武岩碎片和玻璃粘合在一起形成的。由于每个碎片都是由撞击溅射的,可能来自完全不同的区域,因此有必要仔细研究每个碎片。

阿波罗16号采集的月球岩石样品。

这是月球上的斜长石,也就是从地球上看到的月球明亮区域的岩石。地球上有很多类似的岩石,河北张家口附近。

采样地点:阿波罗登月舱西北角30米处。

阿波罗16号任务收集的60016是一种易碎的灰色角砾岩。岩石孔隙度大,有许多浅色和黑色的碎屑斑晶,代表不同的岩石和矿物。

采样地点:登月舱西南14-15m。

这是月球土壤。月球土壤与地球土壤有很大不同,其形成机制也与地球土壤有很大不同。月球土壤还具有一些特殊的物理性质,包括热导率、磁性、电导率、粒径和颗粒形状,这些都是我们的研究兴趣。

博物馆设计了一个触摸月球的设施。中间有一块真正的月岩。大家都可以摸。我可以虔诚地感受到它,感觉凉爽而滑溜.

让公众有机会了解航天计划,在教育和启发年轻人和公众方面发挥重要作用。科普教育是非常重要的一部分。约翰逊航天中心准备了大量月球样品,密封在有机玻璃中,用于自然历史展览和青年教育。

大型月球样本应切成薄片用于研究。

月球样本不易获得。无论是出于教育目的还是研究目的,样本都应极其谨慎地使用,不应浪费。

进行一个航天项目,成本很高,资金来自全国每一个纳税人,所以航天项目也要对所有纳税人负责。

要让更多的人了解太空计划,让他们有机会参与太空计划,通过展览、收集名字、参加培训、大学生实习等方式平等地教授太空计划。在这条路上,我们在仁中还有很长的路要走。

标签: 月球 样品 阿波罗