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嫦娥五号“挖土”之旅或可改写月球历史
九天揽月星河阔,十六春秋绕落回。嫦娥五号月球探测器计划11月下旬择机发射升空,从月球采样后返回,为我国探月工程重大科技专项“绕、落、回”三步走发展战略画上圆满句号。
地月之间平均距离约为38万公里,一个来回将近80万公里,月球样品中究竟有哪些奥秘值得我们如此费力去挖掘?回望历史,人类在去月球“挖土”这件事上取得过哪些成就?嫦娥五号“挖土”任务在取样地点上会有哪些特别之处呢?
月壤虽是土,价值抵万金
“月壤即月球的土壤,虽然在月球上唾手可得,但对地球人来说却蕴藏着巨大的科学价值。”中国地质大学行星科学研究所教授肖龙说。月壤是由月球岩石在遭受陨石撞击、太阳风轰击和宇宙射线辐射等空间风化作用后形成的,其中有大量的月球岩石碎块、矿物及陨石等物质。科学家通过研究月壤样本,既可以了解月球的地质演化历史,也可以为了解太阳活动等提供必要的信息。
“探测月球有三种常用方法。”全国空间探测首席科学传播专家庞之浩告诉记者,一是环绕探测,主要用于对月球进行综合性普查;二是着陆和巡视探测,主要用于对月球进行区域性详查;三是采样返回探测,主要用于对月球进行区城性精查。相比前两种方法,采祥返回可以将月壤等关键性样品运回地面实验室供科学家进行精准分析研究,有利于进一步了解月球的状态、温度、物质含量等重要信息,深化对月坡、月壳和月球形成演化的认识。
“挖土”有魅力,各国都很拼
“冷战期间,当时的航天超级大国美国和苏联都很热衷于去月球采样。”庞之浩介绍,苏联月球16号探测器从月球丰饶海取回了一块101克的小样本,20号探测器和24号探测器则分别从阿波罗尼厄斯高地和月球危海采集了55克和170克样品。
1969年7月至1972年12月,美国阿波罗11号到阿波罗17号载人飞船实施了7次载人登月任务,除了阿波罗13号因发生故障中途返回外,其余6艘飞船皆完成登月,成功将12名航天员送上月球,共带回月壤和月岩样品约381.7千克。
“通过对月球样品的分析,科学家们取得了丰硕的成果。”庞之浩说,科研人员通过研究发现,月壤中含有大量微小的橘红色玻璃形式颗粒,这些颗粒一般富含铝、硫和锌,它们是在月幔部分融化过程中,于月球表面下约300千米深处形成,因火山活动而喷出到月球表面的。通过对样品的分析与实验证实,月壤和月岩中氧化铁的含量很高,从中可以制取水和氧,未来可利用月面物质支持月球基地的运行,并为登月飞行器补充燃料。更重要的是,科学家还在采集回来的样品中发现了核聚变的理想原料氦一3。按照目前地球的能源消耗规模,月球上的氦-3用于核聚变发电,能够满足人类约1万年的能源需求。
嫦娥有特色,选址位置新
嫦嫉五号的取样地址很有特色。嫦娥五号将在月球正面最大的月海风暴洋北部吕姆克山脉附近着陆,此地从未有其他国家的探测器到访过。风暴洋相对较年轻,富集铀、钍、钾等放射性元素,该地存在大约13亿至20亿年前的玄武岩,获得这些年轻玄武岩的同位素年龄,将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。
正如11月5日国际顶尖科学期刊《自然》刊文所言,嫦娥五号可以填补科学家对月球火山活动研究的一个重要空白。此前对美、苏获取月壤祥品的研究表明,月球上的火山活动在35亿年前达到顶峰,然后减弱并停止。但对月球表面的观测发现,某些区域可能含有最近10至20亿年前才形成的火山熔岩,这与嫦娥五号着陆地区的年龄相仿。如果嫦娥五号采回的样本能够证实这段时间月球仍在活动,将会改写月球的历史。
(选自11月19日《科技日报》“共享科技”版,实习记者于紫月。有删政)
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