400-150-1718 2月22日，由嫦娥五號(hào)帶回地球的珍貴月壤樣品運(yùn)抵國(guó)博，將在3月面向公眾展出。這將是我們第一次近距離接觸來(lái)自月球的“土特產(chǎn)”。
在航天史上，人類的飛行器已經(jīng)多次登上月球，并帶回月壤樣本。特別是美國(guó)的“阿波羅”計(jì)劃，從阿波羅11號(hào)開(kāi)始，先后登月的12名宇航員在月球表面共采集了約381.7千克的月壤和月巖樣品。我國(guó)僅在上世紀(jì)70年代獲贈(zèng)1克作為國(guó)禮。2020年12月嫦娥五號(hào)成功返回之后，我國(guó)終于擁有了自己的月壤樣品，并且多達(dá)1731克。這也是1976年登月采樣計(jì)劃沉寂后，人類從月球帶回的最新樣品。
對(duì)月壤樣品的研究具有重要的意義。人類可以從月壤樣品中了解月殼的形成與演化并對(duì)比研究地球早期演化過(guò)程。月球的能源與礦產(chǎn)資源豐富，通過(guò)研究月壤，人類可以測(cè)定月球上鈦鐵礦、氦-3、氫等重要資源的含量，并開(kāi)展氦-3提取、鈦鐵礦成礦機(jī)理等相關(guān)研究，為開(kāi)發(fā)利用月球資源提供理論依據(jù)。同時(shí)月壤覆蓋在月球表面，其物理力學(xué)特性參數(shù)會(huì)影響著陸器的著陸。研究月壤的顆粒組成、密度、孔隙度、承載力等特性可以對(duì)著陸器進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，減少登月時(shí)的著陸沖擊并增加穩(wěn)定性，為后續(xù)的登月活動(dòng)甚至建立月球基地做出準(zhǔn)備。
嫦娥五號(hào)帶回的月壤樣品與之前相比更為珍貴，不僅是因?yàn)樗亲钚碌臉悠贰冗M(jìn)的儲(chǔ)存、運(yùn)輸技術(shù)能夠保證新的樣品受到地球環(huán)境的影響和污染更小，還因?yàn)殒隙鹞逄?hào)采集的樣品更為“年輕”，形成時(shí)間在20億年以內(nèi)，并且采樣地點(diǎn)在一個(gè)名為呂姆克的火山附近，可以為研究者提供更多月球火山活動(dòng)的信息，驗(yàn)證各種關(guān)于月球的基本假設(shè)。
1731克雖然看起來(lái)很少，但是對(duì)于現(xiàn)代的尖端分析儀器來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠多。因此除了收藏與科研之外，我們還有剩余的月壤可以用于面向大眾展覽，這大概是普通人距離月球最近的一次，與科研人員的距離只差實(shí)驗(yàn)室中先進(jìn)的分析儀器。
由于月壤樣品獲取困難，分析月壤首先考慮的是無(wú)損分析方法，例如利用顯微鏡觀察月壤顆粒的表面形態(tài)特征，利用光譜分析儀器、X射線分析儀器等對(duì)月壤中的礦物和化學(xué)組成進(jìn)行定性和定量分析。此外還需要進(jìn)行一些有損的化學(xué)成分分析，此時(shí)需要考慮盡量以更少的樣品用量獲得更多的有用信息。激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)、顯微激光拉曼光譜、納米離子探針技術(shù)等微量分析技術(shù)就是很好的選擇。
在嫦娥五號(hào)之前，我國(guó)用于研究的月壤樣品只有0.5克，大部分的研究通過(guò)模擬月壤進(jìn)行。模擬月壤雖然跟月球土壤顆粒的形狀、大小、成分等相似，但終歸是在地球形成的，相似度有限。新的月壤將為我國(guó)的研究提供大量珍貴的樣品。除了一些資源利用實(shí)驗(yàn)需要消耗大量樣品，仍然需要用模擬月壤代替，我國(guó)已經(jīng)有足夠的底氣推進(jìn)對(duì)月球的研究。
即將在國(guó)家博物館展出的月壤是我國(guó)探月工程“繞、落、回”三步走圓滿收官的標(biāo)志，同時(shí)也將為后續(xù)的“探、登、駐”計(jì)劃做出巨大的貢獻(xiàn)。我們有機(jī)會(huì)親眼見(jiàn)到來(lái)自月球的土壤，也將見(jiàn)證我國(guó)開(kāi)啟登月的新時(shí)代。
在航天史上，人類的飛行器已經(jīng)多次登上月球，并帶回月壤樣本。特別是美國(guó)的“阿波羅”計(jì)劃，從阿波羅11號(hào)開(kāi)始，先后登月的12名宇航員在月球表面共采集了約381.7千克的月壤和月巖樣品。我國(guó)僅在上世紀(jì)70年代獲贈(zèng)1克作為國(guó)禮。2020年12月嫦娥五號(hào)成功返回之后，我國(guó)終于擁有了自己的月壤樣品，并且多達(dá)1731克。這也是1976年登月采樣計(jì)劃沉寂后，人類從月球帶回的最新樣品。
對(duì)月壤樣品的研究具有重要的意義。人類可以從月壤樣品中了解月殼的形成與演化并對(duì)比研究地球早期演化過(guò)程。月球的能源與礦產(chǎn)資源豐富，通過(guò)研究月壤，人類可以測(cè)定月球上鈦鐵礦、氦-3、氫等重要資源的含量，并開(kāi)展氦-3提取、鈦鐵礦成礦機(jī)理等相關(guān)研究，為開(kāi)發(fā)利用月球資源提供理論依據(jù)。同時(shí)月壤覆蓋在月球表面，其物理力學(xué)特性參數(shù)會(huì)影響著陸器的著陸。研究月壤的顆粒組成、密度、孔隙度、承載力等特性可以對(duì)著陸器進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，減少登月時(shí)的著陸沖擊并增加穩(wěn)定性，為后續(xù)的登月活動(dòng)甚至建立月球基地做出準(zhǔn)備。
嫦娥五號(hào)帶回的月壤樣品與之前相比更為珍貴，不僅是因?yàn)樗亲钚碌臉悠贰冗M(jìn)的儲(chǔ)存、運(yùn)輸技術(shù)能夠保證新的樣品受到地球環(huán)境的影響和污染更小，還因?yàn)殒隙鹞逄?hào)采集的樣品更為“年輕”，形成時(shí)間在20億年以內(nèi)，并且采樣地點(diǎn)在一個(gè)名為呂姆克的火山附近，可以為研究者提供更多月球火山活動(dòng)的信息，驗(yàn)證各種關(guān)于月球的基本假設(shè)。
1731克雖然看起來(lái)很少，但是對(duì)于現(xiàn)代的尖端分析儀器來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠多。因此除了收藏與科研之外，我們還有剩余的月壤可以用于面向大眾展覽，這大概是普通人距離月球最近的一次，與科研人員的距離只差實(shí)驗(yàn)室中先進(jìn)的分析儀器。
由于月壤樣品獲取困難，分析月壤首先考慮的是無(wú)損分析方法，例如利用顯微鏡觀察月壤顆粒的表面形態(tài)特征，利用光譜分析儀器、X射線分析儀器等對(duì)月壤中的礦物和化學(xué)組成進(jìn)行定性和定量分析。此外還需要進(jìn)行一些有損的化學(xué)成分分析，此時(shí)需要考慮盡量以更少的樣品用量獲得更多的有用信息。激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)、顯微激光拉曼光譜、納米離子探針技術(shù)等微量分析技術(shù)就是很好的選擇。
在嫦娥五號(hào)之前，我國(guó)用于研究的月壤樣品只有0.5克，大部分的研究通過(guò)模擬月壤進(jìn)行。模擬月壤雖然跟月球土壤顆粒的形狀、大小、成分等相似，但終歸是在地球形成的，相似度有限。新的月壤將為我國(guó)的研究提供大量珍貴的樣品。除了一些資源利用實(shí)驗(yàn)需要消耗大量樣品，仍然需要用模擬月壤代替，我國(guó)已經(jīng)有足夠的底氣推進(jìn)對(duì)月球的研究。
即將在國(guó)家博物館展出的月壤是我國(guó)探月工程“繞、落、回”三步走圓滿收官的標(biāo)志，同時(shí)也將為后續(xù)的“探、登、駐”計(jì)劃做出巨大的貢獻(xiàn)。我們有機(jī)會(huì)親眼見(jiàn)到來(lái)自月球的土壤，也將見(jiàn)證我國(guó)開(kāi)啟登月的新時(shí)代。
