嫦娥五號(hào)安全回家,國(guó)內(nèi)首個(gè)月球樣品實(shí)驗(yàn)室啟用,比美國(guó)更厲害?
昨夜今晨,嫦娥五號(hào)順利回到四子王旗著落場(chǎng),接下來就會(huì)運(yùn)送到北京,那里有我國(guó)首個(gè)月球樣品實(shí)驗(yàn)室,等了很久終于可以使用起來了,在這里嫦娥五號(hào)返回艙帶回來的2公斤月壤將會(huì)被安全解封。那么作為我國(guó)首個(gè)月球樣品研究實(shí)驗(yàn)室,里面藏著什么黑科技呢?相對(duì)于美國(guó)的月球樣品實(shí)驗(yàn)室我們的水平如何?

多重技術(shù)助力首個(gè)月球樣品實(shí)驗(yàn)室,保障安全解封,研究裝備早已準(zhǔn)備好
在我位于國(guó)家天文臺(tái)的國(guó)內(nèi)首個(gè)“月球樣品實(shí)驗(yàn)室”,你首先會(huì)看到“安全解封 、科學(xué)處理 、妥善存儲(chǔ)”的標(biāo)語,這12個(gè)字既是任務(wù)要求,也是工作流程。

首先需要對(duì)嫦娥五號(hào)帶回來的樣品罐體進(jìn)行處理,然后放入“表取樣臨時(shí)存儲(chǔ)裝置”和“鉆取樣臨時(shí)存儲(chǔ)裝置”。對(duì)于廣大網(wǎng)友普遍關(guān)心的月壤是否含有放射性元素,是否有尚未發(fā)現(xiàn)的微生物等,實(shí)驗(yàn)中心也早有預(yù)備,一是月球表面探測(cè)階段有效載荷的實(shí)驗(yàn)就已經(jīng)分析過了,后來嫦娥三號(hào)、嫦娥四號(hào)陸續(xù)登月研究的更加透徹,暫時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)人類有害的物質(zhì),但是實(shí)驗(yàn)室還是有所準(zhǔn)備,具體細(xì)節(jié)就不說了。

我們先來說一下如何安全解封。為避免月球樣品受到地球大氣、水等環(huán)境污染做好了準(zhǔn)備,已具備“地外樣品”存儲(chǔ)、處理和分析的能力。也就是大家直播時(shí)候看到的密封性特別好的“罐子”,在月球真空環(huán)境下進(jìn)行了密封,并且鉆取部分采用類似“灌香腸”的方式盤旋在罐子內(nèi)壁附近,表取得月壤放到另外一個(gè)小罐子里,然后放到中空部分,最后都放好了蓋上外層蓋子,這樣一來就像“套娃”一樣確保密封性最強(qiáng)。

等送到了實(shí)驗(yàn)室,首先要解決密封這樣嚴(yán)實(shí),如何打開的問題。為此實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了模擬月球真空環(huán)境的設(shè)備,然后利用罐子實(shí)現(xiàn)預(yù)留的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置打開罐子,然后準(zhǔn)備恢復(fù)室內(nèi)大氣壓水平,這些動(dòng)作都在密閉的環(huán)境下進(jìn)行的,不會(huì)有泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

然后到了分類這一步,因?yàn)榇舜尾杉臉悠酚衼碓从诒砣『豌@取兩部分,所以特意準(zhǔn)備了“表取樣臨時(shí)存儲(chǔ)裝置”和“鉆取樣臨時(shí)存儲(chǔ)裝置”,月球返回樣品經(jīng)初步測(cè)試分析、描述和建庫后,根據(jù)授權(quán)進(jìn)行發(fā)布,開展長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)室研究。對(duì)于鉆取部分還要仔細(xì)分析其好不容易帶回來的具有層理結(jié)構(gòu)的樣品,根據(jù)之前我們研究0.5g月壤的經(jīng)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室會(huì)盡量以最小的量來研究。

從現(xiàn)場(chǎng)采訪的畫面來看,設(shè)備完備,流程科學(xué)。加上我們之前在月球表面的研究成果,聯(lián)合國(guó)內(nèi)深空探測(cè)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室一樣將會(huì)有更多的成果產(chǎn)出。多說一句,我們這次采集回來的月壤樣品將被分為:儲(chǔ)存、展示、科學(xué)研究這三個(gè)部分,所以我們得普通群眾也可以直接看到嫦娥五號(hào)采集回來的樣本。
聯(lián)合國(guó)內(nèi)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,聯(lián)合做好深度研究工作,比美國(guó)實(shí)驗(yàn)室友后發(fā)優(yōu)勢(shì)
其實(shí)對(duì)于月球土壤的研究早在沒挖掘前就開始了,澳門科技大學(xué)月球與行星科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一直致力于深空探測(cè)領(lǐng)域研究,其作為我國(guó)天文與行星科學(xué)領(lǐng)域唯一一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,在此次嫦娥五號(hào)任務(wù)中擔(dān)任了重要角色。

澳門科技大學(xué)月球與行星科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了對(duì)探測(cè)器著陸區(qū)的地質(zhì)預(yù)研究,著陸點(diǎn)樣品的可能來源,以及主要成分分析等工作。該實(shí)驗(yàn)室的副教授祝夢(mèng)華向記者表示,通過對(duì)取樣回來的月壤等樣品進(jìn)行研究,除了可以為了解月球地質(zhì)演化歷史,以及太陽活動(dòng)等提供必要的信息外,也將為我國(guó)未來的載人登月等長(zhǎng)期目標(biāo)打下科學(xué)基礎(chǔ)。

其實(shí)早在2005年澳門科技大學(xué)就參與了探月工程的數(shù)據(jù)研究和分析工作,3年后實(shí)驗(yàn)室正式成立,先后為神舟、嫦娥、天問等探測(cè)器提供技術(shù)支持,成果豐碩。同樣類似的科研機(jī)構(gòu)還有很多,正是我的科研院所和合力共進(jìn)才有了今天這樣豐碩的成就,這一點(diǎn)是當(dāng)時(shí)美國(guó)無法實(shí)現(xiàn)的。

?1969年7月20日,美國(guó)阿波羅11號(hào)宇宙飛船載人登月成功,三位宇航員從月球上帶回了842磅(約382公斤)的土壤樣本,其中包括了土壤、巖石和隕石。當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器水平有限,難以對(duì)這些樣本做詳細(xì)的分析。因而一直被美國(guó)宇航局(簡(jiǎn)稱NASA)妥善保管著。

后續(xù)美國(guó)探月任務(wù)中美國(guó)陸續(xù)采集了382公斤的月球樣本,除了部分展示外,大多數(shù)都在被“妥善儲(chǔ)存”,其中戈達(dá)德太空飛行中心作為兩大研究中心之一,做出了一個(gè)非常震撼的研究成果:
地球和月球極有可能是同時(shí)誕生的。原因是在對(duì)隕石的樣本研究中檢測(cè)出與地球同源的氨基酸,這是生物體必備的功能要素。

其他機(jī)構(gòu)的研究鮮為人知,也許是事項(xiàng)保留秘密,也許是其他原因。但是有一點(diǎn)十分肯定,當(dāng)時(shí)的設(shè)備和儀器市場(chǎng)落后,這一點(diǎn)也被去年一則消息證實(shí),“2019年11月5日,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的科學(xué)家打開了一個(gè)原始的月球巖石樣本,這是40年來的第一次,目的是在即將到來的阿爾特彌斯任務(wù)之前測(cè)試新的工具。”
?他們現(xiàn)在可以使用諸如:3D成像、質(zhì)譜儀、超高分辨率切片機(jī)來更詳細(xì)地研究這些巖石。
2019年11月5日開啟了一個(gè)編號(hào)為73002密封月球樣本,首次對(duì)其成分進(jìn)行了研究分析。這是1972年12月阿波羅17號(hào)任務(wù)帶回兩個(gè)巖石樣品之一,由美國(guó)宇航吉恩·塞南和杰克·史密特采集,用一個(gè)4厘米長(zhǎng)的管子插入月球表面。另一個(gè)編號(hào)為73001的月球樣品也將被同時(shí)啟用。

也就是說雖然美國(guó)登月比較早,但是研究水平并沒有跟上,直到看到其他國(guó)家開始探月并取得一個(gè)有一個(gè)成就的時(shí)候,才把塵封已久的樣品拿出來開始研究。而現(xiàn)在我們的研究?jī)x器處于同一代水平,并且嫦娥五號(hào)首次鉆取了月球表面深度2米的月壤,比其4厘米的管子取得樣本層理結(jié)構(gòu)更加完善,這也是他們想要我們分享數(shù)據(jù)的原因之一。

? 總的來說實(shí)驗(yàn)設(shè)備我們處于同一水平上,而我們采集的樣本更加稀有,再加上國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)的通力配合,研究月壤的成果也必將更大。