嫦娥五號(hào)月壤是人類44年以來再一次取得的月球返回樣品,同時(shí)中國也成為世界上第三個(gè)完成月球著陸采樣返回的國家。 近觀月壤一克,遙測星河萬年。2004年中國正式立項(xiàng)了“嫦娥”月球探測工程。在完成月球探測“繞、落、回”三步走中的繞月與著陸探測之后,嫦娥五號(hào)探測器2020年12月1日在月球風(fēng)暴洋西北處呂姆克山附近著陸,共計(jì)采集到了1731克“月球土特產(chǎn)”,于2020年12月17日順利返回四子王旗航天著陸場,完成了中國首次地外天體采樣返回任務(wù),標(biāo)志著中國的月球探測工程取得了重大進(jìn)展和突破。 嫦娥五號(hào)月壤樣品蘊(yùn)藏了哪些科學(xué)秘密?中國科學(xué)家取得了哪些研究成果?中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所月球與行星科學(xué)研究中心副主任李陽日前接受中新社“東西問”獨(dú)家專訪,揭開“嫦娥”探月的神秘“面紗”。 現(xiàn)將訪談實(shí)錄摘要如下: 中新社記者:月壤有何研究價(jià)值?能夠怎樣幫助我們?cè)鲞M(jìn)對(duì)于月球形成和演化歷史的認(rèn)識(shí)? 李陽:月壤是月球表面巖石在小天體、隕石撞擊、太陽風(fēng)輻射、太陽耀斑粒子、銀河宇宙射線及晝夜溫差等作用下發(fā)生破碎、熔融、汽化、沉積、膠結(jié)、翻騰等所形成的細(xì)碎粉末。月海地區(qū)的月壤平均厚度約為5米,高地地區(qū)約為10米。 覆蓋月球表面絕大部分的月壤,既是人們?nèi)庋塾^察和遙感探測的直接對(duì)象,也是著陸與巡視探測以及采樣返回的主要承載物和目標(biāo)物。月壤研究不僅能夠?yàn)槲覀兲峁┰虑蛐纬膳c演化歷史的大量信息,其物理、化學(xué)以及機(jī)械特性也能夠?yàn)樵虑蛑懞脱惨曁綔y,以及未來的月球基地建設(shè)以及資源提取與利用等科學(xué)與工程任務(wù)的實(shí)施提供重要支撐。同時(shí),月球的研究結(jié)果還可以讓我們從比較行星學(xué)的角度,重新認(rèn)識(shí)地球以及太陽系其它天體的形成演化過程,相關(guān)的分析技術(shù)也可以廣泛應(yīng)用于地球、火星、隕石等樣品的研究工作中。
在江蘇南京舉行的2021年“中國航天日”主場活動(dòng)上,月球樣品實(shí)物展出。中新社記者 泱波 攝 中新社記者:嫦娥五號(hào)探測器在月球近地面最大的月海風(fēng)暴洋北部呂姆克山脈附近著陸,這是其他國家的著陸器從來沒有到訪過的地方。這是否也能幫助我們解決一些以往懸而未決的重大科學(xué)問題? 李陽:嫦娥五號(hào)探測器的著陸地點(diǎn)遠(yuǎn)離此前美國Apollo以及蘇聯(lián)Luna探月工程的采樣點(diǎn),同時(shí)根據(jù)此前撞擊坑統(tǒng)計(jì)定年的研究結(jié)果,該區(qū)域出露有較為年輕的月海玄武巖。因此通過研究嫦娥五號(hào)月壤,能夠讓我們從空間以及時(shí)間兩個(gè)維度重新認(rèn)識(shí)月球的形成與演化歷史。 涉及的重大科學(xué)問題包括:月球的火山活動(dòng)究竟持續(xù)到什么時(shí)期,是什么因素導(dǎo)致該區(qū)域玄武巖的持續(xù)噴發(fā),該區(qū)域是否有巖漿演化晚期階段的克里普巖初露,嫦娥五號(hào)月壤與Apollo以及Luna月壤相比,所經(jīng)受的演化過程具有哪些具體的差別等。 根據(jù)目前的研究結(jié)果,我們知道嫦娥五號(hào)著陸區(qū)月海玄武巖的地質(zhì)年齡為20億年左右,足足比此前的研究結(jié)果延遲了8億年左右,刷新了此前國際上對(duì)于月海玄武巖地質(zhì)年齡的認(rèn)識(shí)。同時(shí),進(jìn)一步的研究結(jié)果還表明,該區(qū)域沒有克里普巖出露,玄武巖的放射性元素和水含量也并未明顯偏高。因此,具體是什么因素引起該區(qū)域月海玄武巖的持續(xù)噴發(fā),還在研究之中。
嫦娥五號(hào)探測器在月球表面自動(dòng)采樣。中新社發(fā) 中國國家航天局 供圖 中新社記者:目前針對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品有哪些研究工作?中科院地化所的重點(diǎn)研究方向是什么?有何重要意義? 李陽:目前已公開申請(qǐng)和發(fā)放了三個(gè)批次的嫦娥五號(hào)月球樣品,涉及的研究內(nèi)容非常廣泛。主要包括上述提到的玄武巖地質(zhì)年齡測定等,還包括月壤的礦物組成、元素與同位素組成、風(fēng)化特征等等。中科院地化所在月壤等地外樣品的研究中具有良好的前期基礎(chǔ),主要研究內(nèi)容包括:月殼的形成與演化過程、月球火山作用與玄武巖噴發(fā)、月壤形成與時(shí)空演化歷史、月球表面塵埃環(huán)境、月球空間環(huán)境與表層物質(zhì)作用過程、太陽風(fēng)成因水等,預(yù)期將取得一系列的創(chuàng)新性研究成果。上述研究工作的開展,將為我們認(rèn)識(shí)月球的形成與演化歷史、月球表面空間環(huán)境的演變歷史以及開展月球探測工程提供重要依據(jù)和支撐。 中新社記者:為何大家對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品研究積極性較高? 李陽:首先,月球以及深空探測工程是綜合國力的集中體現(xiàn),也是航天大國科技競爭的制高點(diǎn)。嫦娥五號(hào)月壤是人類44年以來再一次取得的月球返回樣品,同時(shí)中國也成為世界上第三個(gè)完成月球著陸采樣返回的國家。每個(gè)中國人都為國家的富強(qiáng)和科技的進(jìn)步而自豪。其次,作為科技工作者,能夠親身參與月球樣品的研究工作,是榮譽(yù)也是責(zé)任,利用我們國家自己的月球樣品取得一流的研究成果,是體現(xiàn)研究水平的絕佳機(jī)會(huì)。此外,月球樣品還具有巨大的科普價(jià)值,能夠廣泛和深入地激發(fā)廣大國民,特別是大中小學(xué)生認(rèn)識(shí)月球、了解太陽系的熱情,進(jìn)而為中國行星科學(xué)以及深空探測工程的長遠(yuǎn)發(fā)展培養(yǎng)后備人才。
觀眾在中國國家博物館參觀展出的“月球樣品001號(hào)”。中新社發(fā) 史春陽 攝 中新社記者:中國月球探測有哪些長遠(yuǎn)規(guī)劃?國際上又有著哪些相關(guān)計(jì)劃安排? 李陽:未來中國探月工程四期規(guī)劃了嫦娥6、7、8號(hào)三次月球探測工程,載人登月任務(wù)也在積極和深入地論證中。美國規(guī)劃有月球極區(qū)探測以及月球軌道空間站計(jì)劃,俄羅斯則計(jì)劃通過月球-25、26、27三次探測計(jì)劃驗(yàn)證月球極區(qū)的登陸和工作環(huán)境,為未來月球基地選址和建設(shè)奠定基礎(chǔ)。此外,英國、歐洲航天局、印度、以色列等國家也都規(guī)劃有各自的月球探測計(jì)劃。我們生活在一個(gè)富強(qiáng)的時(shí)代,如何在激烈的國際競爭中貢獻(xiàn)自己的一份力量是我們每一位科技工作者義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。 |
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