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中国将收集自20世纪70年代以来的第一批月球岩石


近半个世纪以来,科学家们将第一次接触到新月岩石。

中国航天局的嫦娥5号飞船在美国东部时间12月1日上午10:15左右登陆月球,将从一个从未访问过的地区将月球土壤铲起,并在几周后带回地球。这些样本可以提供月球历史上一个时代的细节,以前的月球任务没有触及。

图森亚利桑那大学的行星科学家杰西卡·巴恩斯(Jessica Barnes)说:“从阿波罗时代开始,沐鸣平台登陆线路我们就一直在讨论从另一个地区收集更多的月球样本。”她负责研究20世纪60年代和70年代美国和苏联的月球样本。“这是最后发生。”

嫦娥五号是一系列以中国月亮女神命名的任务中最新的一个,于11月23日从中国国家航天局位于南海的发射场起飞,降落在月球背面西北地区的火山平原上。

武汉中国地质大学的行星科学家龙晓说,着陆器装有铲子和钻子,将收集大约两公斤的土壤和小岩石,可能从月球表面以下两米深的地方收集。

航天器必须快速运行。由于没有内部加热机制,它无法抵御极端寒冷的月夜,月夜的温度可达零下170摄氏度。整个任务必须在月球的一天内完成,相当于地球的14天。

着陆器收集样本后,一枚小型火箭最早可能在12月3日将着陆器和样本带回轨道器,尽管中国航天局尚未公布官方时间表。

一旦进入轨道,月球材料将被装进返回舱,送回地球。返回舱预计将于12月17日在内蒙古地区着陆。

上一次新的月球样本被送回地球是在1976年,沐鸣平台登陆线路当时苏联的月球计划结束。在这些任务和美国宇航局的阿波罗任务之间,地球上的科学家有大约380公斤的月球材料要研究(SN: 7/15/19)。巴恩斯说:“也许很长一段时间以来,人们一直认为,在月球上已经有了自己的存在。”

比起现有的材料,两公斤的新材料听起来可能不算什么。但嫦娥5号正在从一个完全未被探索的地区返回样本。着陆点在月球近侧西北部的蒙斯鲁姆克地区。就像阿波罗号和月球号的着陆点一样,鲁姆克是平的。肖说:“安全是工程上的首要考虑。”

未知的领域

嫦娥5号着陆器降落在月球近侧西北部的蒙斯鲁姆克地区,之前的样本返回任务从未访问过这一区域(用红色标出)。那里的岩石被认为比20世纪60年代和70年代阿波罗号(蓝色)和月球号(黄色)的样本年轻数十亿年。

所有的阿波罗号和月球号任务都访问过古火山平原,那里的岩石年龄在30亿到40亿之间。拉姆克火山的岩石要年轻得多,大约有13到14亿年的历史。在60年代,科学家们认为月球的火山活动不会持续那么久。最近从月球轨道和望远镜进行的研究表明,过去的火山活动更为复杂。

巴恩斯说:“有了这些新样本,我们就有可能在月球的地质历史上增加另一个精确的定位。”“我们将了解10亿年前月球上的火山历史是怎样的?”这是我们在已经返回的样本中无法获得的。”

鲁姆克地区也富含钾、稀土元素和磷,这些元素通常被称为“KREEP元素”。这些元素是最后从覆盖年轻月球的岩浆海洋中结晶出来的,有助于揭示这一过程是如何发生的细节。巴恩斯说,这是一种“异国情调”的材料。“从地球化学的角度来说,这是一个与月球其他部分完全不同的区域。”

这次任务的最大挑战之一是钻探这些材料。一旦部署完毕,钻头就不能改变方向,因此它必须尝试钻穿它下方的任何东西。如果钻头碰到一块大石头,就可能失灵。龙说,所以嫦娥5号团队希望能找到松软的土壤。

一旦样本返回地球,它将被储存在北京的一个管理中心,并进行编目。然后,它将被分发给科学家做研究。

巴恩斯说:“在这些样本返回并被安全保存在保存地点之前,在执行这类任务时,你不能松一口气。”

中国航天局计划与国际科学家分享样本。2011年的一项国会规定使得美国科学家很难与中国直接合作,因此谁将参与这些岩石的研究尚不清楚。但新样本的发现将使研究跨越国界成为可能。

“由谁来做并不重要,”巴恩斯说。“全世界都应该支持这一使命和努力。这是一段历史。”