阿波罗号与嫦娥5号:月球样本背后的科学故事
阿波罗号与嫦娥5号:月球样本背后的科学故事
2020年12月17日,嫦娥五号成功从月球带回1731克月壤样本,这是中国首次完成地外天体采样返回任务。而早在半个世纪前,美国的阿波罗计划就已开始从月球带回“土特产”。那么,这两者之间有何异同?它们又为人类揭示了哪些月球奥秘呢?
采样大比拼:地点、重量与年龄
阿波罗计划期间,美国宇航局(NASA)共执行了六次载人登月任务,成功将12名宇航员送上月球表面。这些宇航员不仅在月球上留下了人类的足迹,还带回了大量珍贵的月岩样本。据统计,阿波罗计划共采集了约383千克的月岩样本,其中最大的一块重达111千克,这些样本为科学家研究月球的起源和演化提供了第一手资料。
相比之下,嫦娥五号带回的月壤样本虽然重量仅为1731克,但其科学价值却不容小觑。嫦娥五号的采样地点位于月球正面中纬度的风暴洋东北部,这里是月球上最年轻的玄武岩单元之一。而阿波罗计划的采样点则主要集中在月球正面的低纬度地区,覆盖范围相对有限。
科学新发现:从“嫦娥石”到月球水资源
通过对嫦娥五号带回的月壤样本进行研究,科学家们取得了一系列重要发现:
发现新矿物“嫦娥石”:这是一种磷酸盐矿物,呈柱状晶体,存在于月球玄武岩颗粒中。这是人类在月球上发现的第六种新矿物,中国也因此成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。
月球火山活动时间线改写:研究团队通过超高分辨定年技术,测定嫦娥五号月壤样品玄武岩形成于20亿年前,将月球火山活动的结束时间推迟了约8亿年。这一发现对现有的月球热演化模型提出了挑战。
月表水的太阳风成因:研究显示,月表中纬度区域的水主要来自太阳风的注入。科研人员发现,太阳风质子以每秒450公里的速度打入月壤颗粒表层,为月球带来了可利用的水资源。这一发现对未来的月球基地建设具有重要参考价值。
氦-3资源开发新思路:研究团队发现月壤中的钛铁矿颗粒表面存在非晶玻璃层,可以有效捕获并储存氦-3。这一发现为未来月球氦-3资源的原位开采提供了新的可能性。
未来展望:月球探测新纪元
2024年12月,嫦娥六号成功完成了人类首次月球背面采样返回任务,带回了1935.3克月球阿波罗盆地样品。这些来自月球背面的样品将为科学家提供全新的研究视角,进一步揭示月球的演化历史和内部结构。
随着技术的进步,未来的月球探测任务将为我们提供更多关于月球的线索。正如阿波罗计划的宇航员们所说:“月球是人类探索宇宙的前哨站,而我们只是刚刚开始。”