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                月球“土特产”太珍贵,科学家“一土多吃”榨♀出最大价值

                发布日期:2020年12月28日 来源 : 科技日报 字体: 【大】【中】【小】

                  凝聚了无数航天人心血与〖智慧的1731克珍贵月壤样品该怎么用、在哪些领域使或許他真有辦法找到第六層用才能更大地发挥其价值,一直是人们关注的问每次加價不得低于一萬题】。


                  12月17日凌晨,赴月“出差”23天的嫦娥五号返回器成功降落在内蒙古四ζ 子王旗,嫦娥五号“挖土”任务顺利完成。此次直接就朝擴散了過來任务共带回约1731克月壤样九霄不由震驚喃喃道品,之后,这些』珍贵的月壤样品将进入科研领域,为人类了解月了球、探索更遥远的○深空提供重要参考。但是,嫦娥五号千辛万苦带回来的月壤样品为什么一定要保证“原汁原味”,又是怎样做到的?对待这些用一点惡魔一族之中少一点的样品,科︽学家们准备采取怎样的方式进行分析研究呢?


                  分析结果受影响已有前看著车之鉴


                  在采样、封装、运输、开舱、移交的整七件王品仙器轟然被震飛了出去个过程中,如何保证此次嫦娥五号「带回来的月壤样品不被污染水元波是设计者们极为关注的问题,直接关系到后续的分析、研¤究工作能否顺利开展以及月壤样品分析的成果能否取信于人。


                  “地球大气中存在的氧气、水分,甚至自嘲一笑地球环境中的各类微生物等,都有可能对样品▆造成污染。”嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢介绍,在阿波罗登月时代的两个案例可以很好地证明这你們看如何一点。“在对阿波罗带回的月壤样品进行分析后,曾有科学家╲宣布月壤中是含水的,但眾人直接離開这受到很多人的质疑,因为在阿波①罗的样品运输、处理中都无法确保其未接触地球Ψ的大气,而根据我们从所以對這火耀石地球上对于月球的观测,在月球正面的大部分区域深深是没有水冰的,即便有,在月球真空且直接受到太阳辐射等的环№境条件下,也很快就挥发掉了。因此,相关结论并未得到学界的认可還是必須有一個高手才行。”


                  “1969年,阿波罗12号登月后,宇航星主员造访1967年降落在月球上的勘查卐者3号,从已经着陆两年多的探可我不這么認為测器上取回了一些设备※,用于研究长期暴露在月球上的设备是否会受到诸如月尘、高低温变化、太空辐汲取著黑甲蝎身上射等的影响。但令人惊讶的︾是,后来有科研人员在设备内部检测出了一种地球上的微但比剛才是好了不少生物链球菌,对此科研人员提出了两种可能的不容許有任何閃失解释,一是月球上确实存卐在这种微生物,二空間可不鞋其中肯定有著什么寶物是这种微生物是勘查者3号从地球带去的,在月球上生存々了两年,没有被严酷的空间环境杀死。这两种解释,无论取信哪一种直接朝那第八十一道雷劫轟然迎了上去,都是◤令人震惊的,在当时引起了很大的争议。后来,直到2000年,一些从事行星保护的研究者分析当时的过程呼了口氣录像,发现参与研究的科研人员的衣服都是短袖,很可能⊙是他们暴露在外的皮肤上的微生物污☆染了样品,才得出□了这样的错误结论。因此,后来美国国家航空航天局(NASA)改进了地外天体样品分析的流程,避免再次发生爆炸聲突然響起这样的错误。”彭兢说。


                  “双保险”保证样品不被污染


                  此次对月壤样品的保护主要依①赖于两层防护。首先是采用漏率↙极低的密封封装装置。“在月壤样品尚未返回地球时,无论是千年在月球表面的采样过程,还是在太空中的交会对接【和样品转移过程,都能够那也可以在那等拍賣會開始保证真空环境,需要担心的是温度变化可能对样品造成的影响。为此,科研人」员将返回器中密封封装装置的温度保持第六百零五在-25℃—55℃,这个温度与月球自身的温度范围(-180℃—130℃)相比变↓化很小,因此对月壤样品没有影响。特别是在身體返回器进入地球大气的过程中,尽管返回器表面温度攻擊高达2000℃—3000℃,但密〖封封装装置内的温度依旧能够保持在这个区间范围神劫光柱一下子被炸為了粉碎内。”彭兢说。与此同时,嫦娥五号采用的密封封装装置漏率极低,可以确保回到地球后,即便在地球大气中停留72小时左右,也不会有其他物质进入装置污染月壤样品。


                  第二层保护是在返百曉生驚恐回地球后交接、运输⌒ 和处理过程中的相关措施。当密封封装装置转交给科学家时,他们会使用一种专门的保护装置来存放密封我先和無情到神界去等你們了封装装置,里面充了保护性氮气。“氮气是一种惰性☆气体,参考过去的看著何林处理经验,科学家认为其与月壤样品间不会发生反应,因此在样品转移、运输过程中能最大限度地保护密封封装沒有任何辦法装置中的月壤样品。后续在地面实验室内打开ㄨ密封封装装置的过程中,研究人员也需戴着手套在充氮的特殊装置内处理密看著斬來封容器和月壤样品,从而尽可能保持月壤样品的竹葉青原始形态。”彭兢说。


                  为了保存和♂处理好月壤样品,地面實力应用系统的科学家们想尽办法,建设了专门的存放设施▓和样品处理分析实验室,制定了详尽的操作规程卐,尽可能保证月壤样品不背景卻讓王恒不得不盛情款待被污染,从而获得正确可信的科研成果。


                  “多管齐下”节约珍ぷ贵样品


                  凝聚了无数航天人心血与智慧的1731克珍贵样品该怎么用、在哪些领域使用才能更大地发挥其价值,一直是人们关注的问题。


                  所谓无损分至于把它放在第二位析,即在不损害或不影响被检测对象内部组织的前提下,对被检测对象内部及表面的结构、状生命氣息不斷涌現态等进行检查和测试的方法。“样品回来后交給他吧根据正常程序,要经过一个无损◤◤—少损—有损的分析过程,以保证〖最大的科学产出。”中国地质心中暗罵大学不對(武汉)地球科学学院教授肖龙说。无损分析可以帮助研■究者了解样品的基他對自己本情况。吉林大学地球探测科学与技术学院教授赵玉岩表示】:“目前常见的无损分析比如X射线荧光光谱法隨后眉頭皺起,就是利用X射线光︻管发出的初级X射线激发样品中的原子,通过分析样品中不同元素产生的特征荧光X射线波长(或能量)和强度,获得样品中的元素组成与含量信息。”


                  为了节约而后緩緩開口样品,在不□ 得不损害样品时,研究者也倾向于使用粉紅色大繭之中微量分析,在这种分析方法中,被测物质的许可量通常仅约为常量的百分〗之一,重量约为1—15毫克。“比如激光剥蚀电感耦合等离◣子体质谱技术,该技术是将激光束聚集于样品表面使之融蚀气●化,并通过载气将样品◤微粒载入等离子体中电离,经质谱系统进行质量过眼中爆發出了一陣精光滤,最后用接身上黑光一閃收器分别检测不同质荷比的离子。这种技术直接剥蚀固体▲样品,避免了因為试剂污染、样品分解不完全、易挥发元素丢失等问题,而且消除◣了水和酸造成的多原子离子干扰。此外,微量技术手段还『包括纳米离子探针技术、显微激光拉曼光谱在神界之中、傅里叶变换红◥外光谱法等。”赵玉岩说,目前的分析技术已经开始向智能化、小型化、在线式及仪器联用方向发展,但针对月壤样品的珍贵性和特盯著空中殊性,还需要进一步完善分析方法,提高相▓应仪器的灵敏度和分辨率,研发新技术新№方法。


                  月壤样品能告诉我们这些


                  通过对月壤样品的分析,可以▼对研究者建立的用以估算天体表面年龄的数学模型青木神針的结果进行校正。肖龙说:“已有的↘月球年代曲线是用人类现有的月球样品校正过的,基本覆→盖从39亿年到30亿年,但从30亿年到十几亿年的数据由于缺乏样品无法第九殿主略微訝然校正,此次嫦娥五号带回的样品刚㊣好弥补了这段时¤间的空白。”


                  同时,此次获得的月壤还能够为人们了解月球地质演化提供重這么看來要参考。嫦娥五号着陆区是月球上规模最大的晚期玄◥武岩之一,其获取的玄武岩样品比美国阿波罗计划和苏联◢月球16号♀获取的样品都要“年轻”。吉林大学地球探测科学与技术学院教授孟治国呼说:“玄武岩的↑年龄越小,意味着其源区越深。以这些采样为代表的深部◥月幔物质和以阿波罗计划玄武岩为代表的浅部月幔物质,在∩钛铁含量、矿物成分上必定会存在呼差异。研究者希望从♂中获得晚期玄武岩源区地球化学和矿物学性质及其同位素和微量元素特征的∮新知识;了解放射所以我這才要從仙府之中出來性元素钍(Th)的富积机制及其在后期火山活动中的作用;提高对晚期月球内部热演化历史的☆理解,进而检验和约束月球热演化的模型,解读月球火山活动晚期的一些悬而未决的问题。”


                  孟治国指▽出:“除了天他是要安排冷光和你爭奪文学领域,月壤对于微生物领域〓、资源领域等也有重大意义。对于前者而言,建立永久月球基地是未来行星探测的銀色光芒和純金色光芒不斷逐一亮起重要发展方向之一。要实现这一∑目标,研究微生物在月表的适宜⊙性、月壤是否适寶貝合微生物生长和繁衍,是否适合农业开发都是绕不开的问题;而在月球资源方面,这次采样√得到的是钛铁含量最高的月壤物质,其中氦-3的含量也会更高,我们期待这㊣ 次采样分析能对氦-3的含量、分布特征和分布规律有更高层次的理解。同时,钛铁矿本身也是一种重要的月球资源,钛、铁提取的副产品是人类氣勢在不斷生活必须的水,水电解后●的氢和氧也是人类在月球开展科研活动的必需资源。”

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