來源:hao123百家號 時間:2022-03-20 16:37:58
2020年12月,我國嫦娥五號探月飛船,從月球上成功取回了月壤樣本,將我國制定的月球探測“繞落回”三步走戰略推向高潮,圓滿完成了既定任務。這是從上世紀60年代末美國實施阿波羅計劃之后,時隔50多年,人類再次從月球上取回月壤樣本的壯舉,充分彰顯了中國航天事業飛帶發展背后的巨大中國力量和中國人民的強大智慧。
美國在上世紀實施的阿波羅計劃,一共從月球上帶回了重達380公斤的月巖樣本,當時只贈送給我國1克來進行研究。雖然是多批次采集回來的,但當時6次登月的地點,基本上都是位于月球正面的“靜海”區域,這部分區域的地勢明顯比周圍要低一些,就像海洋一樣,因此得名。由于這部分區域的地質歷史比較久遠,所以取回的月球巖石樣本也非常古老,我們當時對這1克樣本非常重視,拿出0.5克開展科學研究,通過全面分析,最終認定這些樣本,屬于高鈦的月海玄武巖類。
對于天體探測來說,我們自然希望是盡可能地了解最新的情況,特別是從地外天體上直接采回的樣本,當然是越“年輕”越好。對于月球來說,我們知道它的內核基本上已經完全冷卻,但是從什么時間開始,月球變得如此沉寂了呢?這就需要我們從月壤的相關特點中得出答案。
基于上述原因,我國在執行嫦娥探月、取土返回時,將探測器的著陸地點選擇在了月球正面、被稱為風暴洋的廣闊熔巖平原上,具體就是呂姆克山附近。因為從之前探測到的月球表面地形地貌看,這塊區域內有著眾多圓形的巖漿以及熔巖堆積起來的“小山丘”,從某種意義上來說,表明這塊區域仍然活躍著的年代,應該距離現在更近一些。
最后,嫦娥5號探測器在月球正面偏北部的一處區域,發現了玄武巖的松散火山物質,并順利取回了1731克的月壤樣本。和美國阿波羅計劃取回的樣本不同,我國取回的可以說是真的“月壤”,是通過漫長的時間,在宇宙輻射、高能粒子沖擊下,月球巖石逐漸分解,并經歷了礦體變性、物質轉化而來,與周圍的巖石有著本質的差別,通過這些樣本的研究,可以更加清晰和深入地了解月球表面物質的演化歷程。相比之下,美國帶回來的樣本,可就與“石頭”無異了。
2021年7月,我國國家航天局向我國的科學家們發放了第一批月壤樣本,供大家開展相關的研究工作。一共從85個應用項目中嚴格挑選出31個科學項目,發放樣本總重量約17.47克,這些月壤樣本既包含大一點固體巖石顆粒,同時也包括呈細粉末狀的月壤。
這些樣本被分發以后,相關科研機構的科學家們,立即展開了緊鑼密鼓的測試、分析和研究工作。比如,在測定月壤年代的相關研究中,10月7日有團隊給出樣本中玄武巖的年齡約為19.6億年(誤差±0.57億年),在10月底,又有研究團隊給出更精確的年齡,為20億年,誤差只有±400萬年。
再比如,在測定月壤中的氦3含量時,核工業北京地質研究院通過50毫克的樣本,結果不但發現了其中氦3的含量情況,而且保守估算出整個月球上,能夠被開采的氦3總量達到驚人的100萬噸左右。
理論上,100噸氦3如果參與核聚變反應,所釋放的能量就足夠全球使用1年。我國目前正在加快推進“人造太陽”(可控核聚變)建設,而且在高溫運行、持續運行時間上均取得重大突破,走在了世界前列,未來如果我國在月球上建造月球基地,能源領域的重大革新必然會成為現實。
還比如,在判斷月球熔巖的歷史方面,有多家研究機構通過收到的月壤樣本開展了相應的研究。
中國科學院地質與地球物理研究所的研究團隊,發現在我國采回的月壤樣本中,含有年輕的火山熔巖證據,這表明月球的火山運動停止時間,要比以往我們認知的,要再推遲10億年左右。
南京紫金山天文臺通過研究發現,月壤樣本中含有較高濃度的鈦,這表明它們來自月球地幔的深處,這在一定程度上表明,月球火山運動所依賴的能量來源,或許就來自包括鈦在內的一些元素的放射性同位素。來自北京大學的研究團隊,利用月壤樣本,正在加快研究和重現它們在月球內部所受到的壓力和溫度,以此揭開是否由于月球地幔中含有大量的水,從而降低巖石熔化的溫度推動巖漿更容易噴發。
關于月球的深入研究,我們的多所研究機構都正在抓緊推進,上述提到的僅僅是其中一小部分。值得欣喜的是,我國科學家們研究取得的部分成果,已經得到了世界的高度關注和認可,在全球的頂級期刊中,我國有越來越多的論文被收錄。前不久,在美國得克薩斯州休斯頓舉行的月球與行星科學大會上,還專門針對我國的月球探測任務安排了專題會議,并且展示了10余項成果。
與此同時,越來越多的研究機構、科學家特別是越來越多的中國年輕科學家,逐漸投入到月球相關的研究課題中。世界上很多知名的研究機構也正在積極申請,爭取獲得嫦娥五號取回的月壤樣本,我國則秉持開放合作共享的態度,積極尋求和支持那些有巨大價值、可行性好且目的純粹的項目加入進來。
對于我國的探月工程來說,完成了“繞落回”目標只是第一步,后續我國還有重磅的計劃,比如在2024年前后將會發射嫦娥六號和七號,準備從月球南極帶回新的、更多的月壤樣本,然后在2030年前后建造完成永久性的月球基地。屆時,我國的月球探測和航空航天,必然會再次讓世界刮目相看!
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