国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

嫦娥五號探測器成功帶回月球巖石

2021-09-17 06:09MitchLeslie
工程 2021年5期
關(guān)鍵詞:美國國家航空航天局月壤返回艙

Mitch Leslie

Senior Technology Writer

在2020年12月對月球開展快速探測之后,中國的嫦娥五號任務成功攜帶新鮮月球巖石(簡稱月巖)和月球土壤(簡稱月壤)樣本返回地球,這是繼1976年以來首次成功的“采樣返回”任務[1]。本次采集的樣本來自之前尚未取樣過的火山位置,可能會幫助人類了解月球演變以及太陽系歷史。位于美國羅得島州普羅維登斯市的布朗大學的地質(zhì)科學教授Jim Head表示,本次任務還表明中國太空計劃的技術(shù)成熟度達到了一個新的高度,并為未來從太陽系其他天體返回樣本的探索活動提供了藍圖。

在20世紀60年代和20世紀70年代的多次任務中,美國阿波羅計劃的宇航員將382 kg月巖和月壤帶回地球[2]。在1970—1976年,三架蘇聯(lián)無人宇宙飛船將約0.3 kg的樣本帶回地球[2]。多年來,科學家一直在研究此類物質(zhì),以探究諸如月球如何形成,月球表面如何因抵御太空輻射而出現(xiàn)風化,甚至月壤是否含有致命微生物之類的問題(顯然并未含有此類微生物)[3,4]。美國國家航空航天局(NASA)剩余的300 kg樣本可供科學家申請研究,并且2019年,該機構(gòu)開放了自20世紀70 年代初以來一直未公開的巖石藏品的使用權(quán)[5,6]。

不過,額外的中國樣本可能會提供大量新數(shù)據(jù),幫助研究月球的不同區(qū)域。阿波羅任務在6個地點采集了樣本[7],而蘇聯(lián)探索任務又探測了另外三個地點[8]。美國華盛頓特區(qū)卡內(nèi)基科學研究所(Carnegie Institution for Science)的地球和行星實驗室主任、地球化學家Richard Carlson表示:“我們探索了月球的一小部分,以至于我們的印象因擁有少量樣本而存在很大偏差?!贝送?,美國馬薩諸塞州南哈德利霍利奧克山學院(Mount Holyoke College)的天文學教授Darby Dyar表示,分析技術(shù)的飛速發(fā)展,如探測化學成分所用的更強大的同步加速器光束[9],允許從更少量(幾微克)的月球物質(zhì)中提取更多信息。她表示,研究人員現(xiàn)在可以進行測量,“而在20年前,我們只能做夢”。

中國已發(fā)射了四次月球探測任務,最近一次是嫦娥四號著陸器及其攜帶的月球車,它們?nèi)栽谔剿髦拔粗脑虑虮趁鎇10,11]。但嫦娥五號比它的“前輩”執(zhí)行了更復雜的機動操作,需要更精確的控制。飛船的四個組件(圖1)于2020年11月23日升空,并于2020年11月28日進入月球軌道[12]。在與飛船的其他兩個部分分離后,嫦娥五號的上升器和著陸器(圖2)于2020年12月1日降落在月球表面(圖3),并在接下來的兩天里挖掘和鉆取了1.7 kg的巖石和月壤。然后,上升器攜帶樣本升空,并將它們傳遞至返回艙,該返回艙離開月球軌道并于2020年12月16日通過降落傘返回地球[1]。

Head表示:“嫦娥五號登陸月球并返回樣本的能力與當年蘇聯(lián)有很大差異?!碧K聯(lián)飛船直接升空返回地球,因此它們僅限于在月球正面位置進行探測。相比之下,嫦娥五號上升器在軌道上與返回艙會合。這意味著使用這種策略的未來收集任務可在月球的任何位置著陸,包括從未進行過采樣的月球背面。Head表示:“這可是件大事?!?/p>

圖1. 嫦娥五號(右)的四個組件與搭載嫦娥五號組件進入太空的長征五號運載火箭分離的場景。嫦娥五號飛往月球,并于2020年12月1日著落月球。圖片來源:China News Service (CC BY 3.0)。

圖2. 嫦娥五號著陸器和上升器矗立在呂姆克山(Mons Rümker)附近著陸點的月球表面上。上升器將1.7 kg月球物質(zhì)送入軌道,然后將其轉(zhuǎn)移至嫦娥五號的返回艙,以便返回地球。圖片來源:China News Agency (CC BY 3.0)。

嫦娥五號的軌道傳送也為即將從太陽系其他地方返回樣本的嘗試提供經(jīng)驗。在過去20年里,一小部分機器人任務從彗星和小行星收集了樣本。例如,2020年美國國家航空航天局的“奧西里斯-雷克斯”(OSIRIS-REx)航天器從小行星貝努(Bennu)上抓取了物質(zhì),并將于2023年返回地球[13]。樣本返回任務的下一個目的地為火星。2021年2月,美國國家航空航天局“毅力號”火星車降落在火星上[14],與自2018年以來一直在火星上開展工作的“洞察號”著陸器匯合[15]?!耙懔μ枴碧綔y器會在美國國家航空航天局未來發(fā)射的航天器上保存火星表面樣本,并且歐洲航天局(European Space Agency)會獲得樣本并再次通過軌道轉(zhuǎn)移技術(shù)將樣本送回地球[16]。Head表示,嫦娥五號“是對國際火星返回任務進行的彩排”。

圖3. 月球表面近景。幾乎看不到1300 m高的呂姆克山(其位于圖片右上角的隆起處)。圖片來源:China National Space Administration (public domain)。

中國計劃保留大部分月球樣本,但會與國外科學家分享一些樣本[17]。Dyar表示,盡管其中一部分物質(zhì)將被用于宣傳教育,如提供給中國國家博物館進行展出的一部分物質(zhì)[18],但用于科學分析的樣本數(shù)量“簡直就是一座金礦”。例如,新鮮樣本可幫助研究人員完善對月球歷史的了解。科學家可從月球所包含的隕石坑的數(shù)量來估算月球某個位置的年齡,隕石坑越多,其年齡就越大,并且阿波羅任務和登月任務獲得的物質(zhì)有助于校準其年代測定[19]。嫦娥五號采樣地點位于名為呂姆克山的山脈附近,可能只有10億年的歷史,比阿波羅任務和蘇聯(lián)任務探索的地點年輕20億年[20]。Dyar表示:“這給我們提供了另一個檢查隕石坑年代的時間點?!?/p>

嫦娥五號的樣本也可能揭示有關(guān)月球火山活動的新信息。研究人員認為,大多數(shù)火山噴發(fā)活動在30億年前停止,但是飛船著陸處的火山平原形成時間比這個時間要晚得多[21]。Head表示,樣本可表明高水平放射性或其他因素是否使得這一地區(qū)的火山活動得以繼續(xù)。Carlson表示,航天器搭載的設(shè)備還可幫助檢驗有關(guān)早期太陽系的假設(shè)。由于阿波羅任務獲得的許多巖石年齡都差不多,一些科學家提出,大約39億年前太陽系內(nèi)部被太空碎石撞擊過(這一事件被稱為晚期重度轟擊事件)[22]。但最近的一些研究已對這一想法提出質(zhì)疑,并且嫦娥五號的樣本可提供這方面的相關(guān)數(shù)據(jù)。

隨著飛行器的第四部分(即樣本收集過程中繼續(xù)繞月球飛行的軌道器)移動至太空中可觀察太陽或開展其他研究的位置,嫦娥五號的任務會繼續(xù)進行下去[23]。Head表示,除潛在的科學回報外,將航天器機動至此位點并保持在那里可讓航天器操作員在指揮、控制和遙測方面獲得更多經(jīng)驗。他表示:“中國正充分開展這次任務?!?/p>

其他未實施的任務將使科學家在不久的將來獲得更多月巖。計劃于2023年或2024年發(fā)射的嫦娥六號將從月球南極帶回樣本,這非常有趣,因為這里的樣本含有大量水[24,25]。盡管此類物質(zhì)如何返回地球尚不明晰[27],但美國國家航空航天局已與四家私人公司簽約,以便在月球上收集樣本[26]。美國國家航空航天局的宇航員計劃在2024年登陸月球并帶回更多科研材料[28]。同時,研究人員將忙于分析嫦娥五號提供的新鮮樣品。Carlson表示:“我很期待看到他們帶回來什么?!?/p>

猜你喜歡
美國國家航空航天局月壤返回艙
科學家首次成功用月壤種出植物
驚喜!月壤成功種出植物
超豪華月壤地球行
美國國家航空航天局氣候研究員獲得世界糧食獎
“ 神舟十三號”返回艙安全著陸
自如呼吸靠月壤
我終于忍不住對掃把下手了
How great lunar inventions affect us?
實踐十號返回艙回家
多用途飛船縮比返回艙成功著陸
宁化县| 青冈县| 五常市| 交城县| 台东县| 镇雄县| 安图县| 镇安县| 肥东县| 黑水县| 高碑店市| 漳平市| 榆林市| 壶关县| 池州市| 莱阳市| 信宜市| 阆中市| 体育| 吴忠市| 贵南县| 蒲城县| 康马县| 蒙自县| 罗山县| 通州市| 昌黎县| 湟中县| 莲花县| 陕西省| 宁国市| 木里| 始兴县| 黑山县| 西贡区| 浠水县| 延安市| 乌海市| 靖江市| 曲沃县| 怀宁县|