美国人用月样搞清楚了月球的起源,我们取回的月样能干啥?

作者: 沈梦溪

来源: 把科学带回家

发布日期: 2020-12-01

嫦娥五号执行中国首个月球采样返回任务,研究月球演化、月球开发和追赶西方科技。

11月24日,嫦娥五号在海南文昌发射场顺利发射升空,11月30日,嫦娥五号已经进入月球圆形轨道,将会择机实施月面软着陆。嫦娥五号的行踪,为什么会这么引人注目呢?因为它将会执行中国首个月球采样返回任务。换句话

说,我们终于将会拥有自己的月壤和月岩标本了,这让我们国家成为继美国和苏联之后,第三个能够执行月球采样返回任务的国家。

不过,正如前段时间中国万米深潜器成功坐底马里亚纳海沟一样,很多人看到的只是那个深度世界第一,深潜时长世界第一等荣誉,但是却不知道它背后的科学意义一样,这一次的嫦娥五号也有类似的问题。很多人都为我国的月球探测器能够采样返回而兴奋,但是却不知道采回来的月球样本所代表的真正意义。

一、研究月球演化月球是怎么形成的?

这个问题困扰了我们很久,不少科学家提出诸如地球俘获说(地球引力俘获路过的小行星)、地球分裂说(地球自转过程中甩出一部分成为月球)等等多种说法。但是一直到阿波罗登月后,人们取得了大量月球岩石与土壤的样本,通过对这些样本的分析,才最终提出一个目前被主流所接受的说法:小行星碰撞说。

这个理论认为,在地球形成后不久,地球被一颗大小与火星相似的小行星“忒伊亚”撞击,在这次撞击中,“忒伊亚”整体被撞碎,地球的一部分地幔物质也被撞飞,同时“忒伊亚”的金属核心融入地核中,这些被撞飞的地幔物质和“忒伊亚”的地幔物质则在宇宙中围绕地球运动,并最终碰撞融合到一起,于是就形成了月球。

二、月球开发月壤位于月球的最表层,是本次采样的重点。

月壤与地球的土壤截然不同,地表的土壤是地表岩石受到风霜雨雪等的风化作用后破碎成为沙粒,这些沙粒与死亡生物的有机质混合所形成的物质。但是月壤则主要是由小行星撞击月面以及在真空中由温差等因素风化所致。

研究这些月壤,一方面能够揭示出在月球上发生过的陨石撞击事件的细节,另一方面则能够为我们揭示在空间中的物质经历空间风化(温度、太阳风、宇宙射线等等的破坏作用)的过程,为将来的星际建筑和设备抵御空间风化做准备;另外,更为细小的月尘则容易漂浮,在月球条件下,月尘的漂浮会导致宇航员视觉模糊、探测器光学元件污染、能源与热控系统衰退、机械磨损和故障等,研究这些物质也能够为将来的月球探测工作和月球基地建设工作提供防尘的方案。

三、追赶现代科学都起源于西方,这些现代科学在西方的应用甚至一度给中国带来屈辱和灾难。自从新中国建立起来之后就一直在追赶西方人的脚步,就从探月这件事情来说,中国人研究地外天体的起点其实起源于陨石,通过这些陨石的研究初步培养出了一些专业的人才,而在这时候美国和苏联已经登月了。

到了上个世纪70年代末期,中国人才开始通过跟踪国外登月成果,翻译、总结这些资料后出版了中国自己的相关教材;70年代末期,美国总统卡特给中国送了1g月样,其中0.5g放进了博物馆,另外0.5g才能够进行研究使用,在当时,中科院地球化学研究所、中科院原子能研究所、中科院原子核研究所、中科院长春应用化学研究所、中科院高能物理研究所、冶金工业部昆明冶金研究所、石油工业部上海石油化工厂等多个部门就硬生生利用这0.5g月样进行了10余项项目的研究,并发表了数十篇论文。

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