來(lái)源:hao123百家號(hào) 時(shí)間:2022-03-20 16:37:58
2020年12月,我國(guó)嫦娥五號(hào)探月飛船,從月球上成功取回了月壤樣本,將我國(guó)制定的月球探測(cè)“繞落回”三步走戰(zhàn)略推向高潮,圓滿(mǎn)完成了既定任務(wù)。這是從上世紀(jì)60年代末美國(guó)實(shí)施阿波羅計(jì)劃之后,時(shí)隔50多年,人類(lèi)再次從月球上取回月壤樣本的壯舉,充分彰顯了中國(guó)航天事業(yè)飛帶發(fā)展背后的巨大中國(guó)力量和中國(guó)人民的強(qiáng)大智慧。
美國(guó)在上世紀(jì)實(shí)施的阿波羅計(jì)劃,一共從月球上帶回了重達(dá)380公斤的月巖樣本,當(dāng)時(shí)只贈(zèng)送給我國(guó)1克來(lái)進(jìn)行研究。雖然是多批次采集回來(lái)的,但當(dāng)時(shí)6次登月的地點(diǎn),基本上都是位于月球正面的“靜海”區(qū)域,這部分區(qū)域的地勢(shì)明顯比周?chē)鸵恍?,就像海洋一樣,因此得名。由于這部分區(qū)域的地質(zhì)歷史比較久遠(yuǎn),所以取回的月球巖石樣本也非常古老,我們當(dāng)時(shí)對(duì)這1克樣本非常重視,拿出0.5克開(kāi)展科學(xué)研究,通過(guò)全面分析,最終認(rèn)定這些樣本,屬于高鈦的月海玄武巖類(lèi)。
對(duì)于天體探測(cè)來(lái)說(shuō),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(dāng)然是越“年輕”越好。對(duì)于月球來(lái)說(shuō),我們知道它的內(nèi)核基本上已經(jīng)完全冷卻,但是從什么時(shí)間開(kāi)始,月球變得如此沉寂了呢?這就需要我們從月壤的相關(guān)特點(diǎn)中得出答案。
基于上述原因,我國(guó)在執(zhí)行嫦娥探月、取土返回時(shí),將探測(cè)器的著陸地點(diǎn)選擇在了月球正面、被稱(chēng)為風(fēng)暴洋的廣闊熔巖平原上,具體就是呂姆克山附近。因?yàn)閺闹疤綔y(cè)到的月球表面地形地貌看,這塊區(qū)域內(nèi)有著眾多圓形的巖漿以及熔巖堆積起來(lái)的“小山丘”,從某種意義上來(lái)說(shuō),表明這塊區(qū)域仍然活躍著的年代,應(yīng)該距離現(xiàn)在更近一些。
最后,嫦娥5號(hào)探測(cè)器在月球正面偏北部的一處區(qū)域,發(fā)現(xiàn)了玄武巖的松散火山物質(zhì),并順利取回了1731克的月壤樣本。和美國(guó)阿波羅計(jì)劃取回的樣本不同,我國(guó)取回的可以說(shuō)是真的“月壤”,是通過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間,在宇宙輻射、高能粒子沖擊下,月球巖石逐漸分解,并經(jīng)歷了礦體變性、物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái),與周?chē)膸r石有著本質(zhì)的差別,通過(guò)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(zhì)的演化歷程。相比之下,美國(guó)帶回來(lái)的樣本,可就與“石頭”無(wú)異了。
2021年7月,我國(guó)國(guó)家航天局向我國(guó)的科學(xué)家們發(fā)放了第一批月壤樣本,供大家開(kāi)展相關(guān)的研究工作。一共從85個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目中嚴(yán)格挑選出31個(gè)科學(xué)項(xiàng)目,發(fā)放樣本總重量約17.47克,這些月壤樣本既包含大一點(diǎn)固體巖石顆粒,同時(shí)也包括呈細(xì)粉末狀的月壤。
這些樣本被分發(fā)以后,相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們,立即展開(kāi)了緊鑼密鼓的測(cè)試、分析和研究工作。比如,在測(cè)定月壤年代的相關(guān)研究中,10月7日有團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)給出更精確的年齡,為20億年,誤差只有±400萬(wàn)年。
再比如,在測(cè)定月壤中的氦3含量時(shí),核工業(yè)北京地質(zhì)研究院通過(guò)50毫克的樣本,結(jié)果不但發(fā)現(xiàn)了其中氦3的含量情況,而且保守估算出整個(gè)月球上,能夠被開(kāi)采的氦3總量達(dá)到驚人的100萬(wàn)噸左右。
理論上,100噸氦3如果參與核聚變反應(yīng),所釋放的能量就足夠全球使用1年。我國(guó)目前正在加快推進(jìn)“人造太陽(yáng)”(可控核聚變)建設(shè),而且在高溫運(yùn)行、持續(xù)運(yùn)行時(shí)間上均取得重大突破,走在了世界前列,未來(lái)如果我國(guó)在月球上建造月球基地,能源領(lǐng)域的重大革新必然會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
還比如,在判斷月球熔巖的歷史方面,有多家研究機(jī)構(gòu)通過(guò)收到的月壤樣本開(kāi)展了相應(yīng)的研究。
中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的研究團(tuán)隊(duì),發(fā)現(xiàn)在我國(guó)采回的月壤樣本中,含有年輕的火山熔巖證據(jù),這表明月球的火山運(yùn)動(dòng)停止時(shí)間,要比以往我們認(rèn)知的,要再推遲10億年左右。
南京紫金山天文臺(tái)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),月壤樣本中含有較高濃度的鈦,這表明它們來(lái)自月球地幔的深處,這在一定程度上表明,月球火山運(yùn)動(dòng)所依賴(lài)的能量來(lái)源,或許就來(lái)自包括鈦在內(nèi)的一些元素的放射性同位素。來(lái)自北京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì),利用月壤樣本,正在加快研究和重現(xiàn)它們?cè)谠虑騼?nèi)部所受到的壓力和溫度,以此揭開(kāi)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(dòng)巖漿更容易噴發(fā)。
關(guān)于月球的深入研究,我們的多所研究機(jī)構(gòu)都正在抓緊推進(jìn),上述提到的僅僅是其中一小部分。值得欣喜的是,我國(guó)科學(xué)家們研究取得的部分成果,已經(jīng)得到了世界的高度關(guān)注和認(rèn)可,在全球的頂級(jí)期刊中,我國(guó)有越來(lái)越多的論文被收錄。前不久,在美國(guó)得克薩斯州休斯頓舉行的月球與行星科學(xué)大會(huì)上,還專(zhuān)門(mén)針對(duì)我國(guó)的月球探測(cè)任務(wù)安排了專(zhuān)題會(huì)議,并且展示了10余項(xiàng)成果。
與此同時(shí),越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)、科學(xué)家特別是越來(lái)越多的中國(guó)年輕科學(xué)家,逐漸投入到月球相關(guān)的研究課題中。世界上很多知名的研究機(jī)構(gòu)也正在積極申請(qǐng),爭(zhēng)取獲得嫦娥五號(hào)取回的月壤樣本,我國(guó)則秉持開(kāi)放合作共享的態(tài)度,積極尋求和支持那些有巨大價(jià)值、可行性好且目的純粹的項(xiàng)目加入進(jìn)來(lái)。
對(duì)于我國(guó)的探月工程來(lái)說(shuō),完成了“繞落回”目標(biāo)只是第一步,后續(xù)我國(guó)還有重磅的計(jì)劃,比如在2024年前后將會(huì)發(fā)射嫦娥六號(hào)和七號(hào),準(zhǔn)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(shí),我國(guó)的月球探測(cè)和航空航天,必然會(huì)再次讓世界刮目相看!
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