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土圭垚壵,你是什麼土?

2020-12-17 13:42  來源: 新華網

12月17日淩晨,嫦娥五號返回器圓滿完成任務,攜帶月球樣品順利返回地球。

裝土容器有何特殊?天外來土有何差異?一起來看看這些“土裏土器”的小秘密。

【帶“月壤”回家的“打包神器”】

“挖土”完成後,如何將月球樣品“打包”帶回?中國航天科技集團五院510所專家透露,由該所研制的月球樣品密封封裝子係統安裝在嫦娥五號探測器的最頂端,可將採集到的月球樣品“打包”返回。

在月面工作段,該係統運行先預設好的指令,首先解除蓋體鎖定,將裝置容器口完全敞開,方便鑽取及表取的月球樣品的承接,待所有樣品裝入容器後,將蓋體鎖緊的同時進行高真空密封。

返回地面後,專家研制的月球樣品解封分裝操作臺,能夠實現在真空環境下對返回地面後的月球採樣封裝裝置進行解封,以及收集月球樣品釋放的稀有氣體,最大限度保證月球樣品盡可能少受地球外部環境的影響。

【月球與地球上的土壤的差異】

月球沒有大氣、沒有水、更沒有生物。由于沒有大氣,月壤被直接暴露在太陽輻射和微隕石的轟擊之下,組成和物理性質發生改變,科學家們將這個過程稱為“太空風化”,從而與地球上在大氣、水和生物共同作用下的“地表風化”相區別。

月壤的形成過程沒有生物活動參與,沒有有機質,還極度缺水幹燥,組成月壤的礦物粉末基本是由隕石撞擊破碎形成,因此,粉末顆粒的銳角十分鋒利。

月球沒有磁場保護,太陽風會注入到粉塵顆粒表面,將礦物中的二價鐵離子還原成納米金屬鐵微粒,從而改變其電磁特徵、光譜特徵等。

月球表面經常被隕石以每秒10多公裏的速度撞擊,巨大的能量會使月表一部分物質熔融,形成玻璃,還有一部分物質氣化,再重新凝結,成為月壤組成的一部分。

【月壤的意義】

月壤中藏著太陽的秘密。由于月壤一直受到太陽的輻射,太陽的物質以太陽風的形式被注入到月壤顆粒得到保存。因此,從月壤顆粒可以提取、並分析太陽的樣品。完整的月壤剖面,記錄了長達30多億年的太陽輻射歷史和注入的太陽物質。

月壤中還藏著地球的秘密。月球自形成以來,一直在不斷遠離地球。除了太陽風之外,月球還一直被地球風吹拂著,特別是在更早的30多億年前。因此,月球正面的月壤還注入了來自古老地球的大氣物質。科學家提出,通過比較月球正面和背面的月壤,可以識別出來自地球大氣的成分,研究30多億年前地球大氣的組成和地球磁場。

月壤中還藏著月球本身的秘密。月球表面不斷受到隕石的撞擊,濺射起來的物質一層一層堆積在月球表面。因此,月壤剖面記錄了30多億年以來的隕石撞擊歷史。

【五姑娘的2公斤月球土壤】

嫦娥五號在月球正面最大的月海風暴洋北部呂姆克山脈附近著陸,此地從未有其他國家的探測器到訪過。風暴洋相對較年輕,富集鈾、釷、鉀等放射性元素,該地存在大約13億至20億年前的玄武岩,獲得這些年輕玄武岩的同位素年齡,將有助于推進對月球火山活動和演化歷史的認識。

真實的月球土壤與遠程探測的月球土壤究竟有何不同,讓我們拭目以待。 

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作者: 付琳   [責任編輯: 魏承瑤]

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