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不得了,天文知识增加了!

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面对未知的宇宙,

人类永远是个好奇的孩子。

不得了,天文知识增加了!【第13期】

Q1:

除了嫦娥五号,还有哪些探测器从月球带回过“土特产”?

A

1969年7月20日,阿波罗11号成功踏上月球。在总计2.5个小时的月面出舱活动时间里,三位宇航员采集了21.6公斤月球岩石和土壤样本并带回了地球,这是人类第一次获得月球“土特产”。此后,从1969年到1976年,美国6次阿波罗任务和苏联的3次无人月球采样任务带回了月球表面9个区域共计382公斤的月球岩石和土壤样品。

1970年9月12日,苏联发射了月球16号,通过无人采样返回 get 了101克月球“土特产”,这是人类历史上首次无人月球采样返回。通过“月球号”无人探测器项目,苏联总共完成了三次月球采样任务。

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历史上各国采集月壤情况

嫦娥五号带回的“土特产”是迄今为止月球无人采样返回任务里采回中最多的,共计1731克。

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娥五带回来的“土特产”

【智能(zhàng)机器人:厉害了,人形自走月壤挖掘机!】

Q2:

月球上的土,跟地球上的一样吗?能种菜吗?

A

虽然此前我们已经正式宣布过这一信息,但在此还是要隆重而悲怆地告诉大家:月球土壤——不!能!种!菜!

地球土壤是孕育生命的源泉,不论是青松翠柏,还是绿草红花,都离不开土壤的滋养。地球土壤通常是由于表层岩石矿物暴露在大气、水以及生物中,发生物理或化学变化,转变而成的松散碎屑物,并伴有大量有机质和微生物。

然而,与富含微生物和有机养分的地球土壤不同,月壤不含任何有机养分,也非常干燥。究其原因在于月壤的形成与地球土壤截然不同。

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月壤真的不能种菜 / @Pursuit天天

反反复复地被来自宇宙空间的小天体撞击,使得月球上坚硬的固体岩石不断破碎、胶结、挖掘、混合;与此同时,月球表面巨大的昼夜温差变化也加速了月球岩石矿物的破碎。久而久之,月球表面便布满了细小的碎屑颗粒。在经历了三十多亿年的劫难后,形成了今天我们看到的月球表面:大约几米到十几米厚,平均大小约100微米的月壤。最表层2厘米的颗粒更为细小,绝大部分小于2.5个微米,平均只有300到400纳米,它们通常被称为月尘

虽然月壤不能种菜,但却依然是一座有待挖掘的资源宝库。科学家们已经发现,长期的太阳风辐射给月壤注入大量的氦-3,这是一种未来可以用于热核聚变发电的清洁能源。虽然从当前的技术水平来看实现开发利用月球氦-3资源还比较遥远,但建设月球基地,开展月球资源就位利用的目标已成为了新的月球探测目标。

【智能(zhàng)机器人:是的,你们在月球上种胡萝卜(bei)和大白(bei)菜的幻想破灭了。】

Q3:

月亮的“脸”为啥“坑坑洼洼”的?

A

月球上没有大气,也没有水,45亿年前形成初期,表面炙热,岩浆熔融,随后十多亿年间不断冷却,月球表面形成从固体月壳到月幔、月核的固结,约在30亿年前基本陷入“僵死”状态。

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月球结构 / 网络

在月壳固结后的几十亿年来,从几纳米的微流星到几米甚至几百米大小的流星体,不断撞击着月球的固体岩石表面,能造成很大的破坏,把月球表面砸成了“坑坑洼洼”的样子。由于月球已经没有地质活动了,因此也没有新的熔岩可以平复这些坑。

虽然不能种菜(执念+1),但月球表面的月壤是科学研究的信息宝库。月壤在经历长达30多亿年的太空风化形成,是月球后期演化的忠实记录者,可以提供有关月球、地球和太阳系早期历史的有用信息,包括直接测定月岩的同位素年龄、研究月岩的岩石类型、矿物成分、主要元素及微量元素的丰度、同位素组成、宇宙成因核素、稀有气体、太阳风和有机质以及月岩的物理性质。

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月球背面皮肤比正面还差 / NASA

通过对月球的探测、月岩和月壤物质的研究,我们可以了解到月球表面的形态、月球的岩石类型、矿物组成、月球岩浆活动的规律、月球内部构造、月岩形成年龄、月球的各种物理场、月球在宇宙空间的辐射历史、月球表面受巨大陨石体撞击的冲击事件和时间系列、月岩所处的物理化学环境以及月球的起源和演化历史等。这对探讨地球-月球系的起源及其形成过程,以及天体演化等具有很大的理论意义和科学价值。

【智能(zhàng)机器人:月亮:“所以怎么去痘印?”】

Q4:

月壤有害吗?

A

月壤是指由月面岩石碎屑、粉末、撞击熔融玻璃物质组成的、结构松散的混合物,覆盖在月球表面;月尘则是月壤中颗粒较小的部分。月壤(尤其是月尘)一直是月面探测任务实施的一大障碍。

月壤作为月面探测任务实施的直接接触对象,其性质关乎工程任务的成败,就如月面扬尘对航天员和航天器的危害。“阿波罗”17宇航员尤金·塞尔南就曾说过:“我们可以克服心里上的和机械上的一切障碍,却很难克服月尘带来的危害。”

由于月球没有大气,月球表面扬尘主要是航天器着陆、巡视器以及航天员活动的人为扰动、流星撞见溅射以及静电运动造成。特别地,由于没有大气衰减,月球表面的太阳紫外辐射相对较强,绝缘的月壤颗粒在紫外光照射下很容易发生光电发射而带正电,从而在月球白天或者太阳光照射区形成正的月面电势;而晚上或阳光照射不到的地方通常由于自由电子的积累而带负电。这些带电颗粒会在电场的驱动下发生迁移运动。

这些带电的扬尘还具有极强的粘附性,一但粘附到航天器或者航天服表面上就很难清除掉,造成遮挡、阻塞、磨损等等,威胁航天器和航天员的安全。在“阿波罗”任务中,月尘的危害已经给了我们深刻的经验教训。

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阿波罗计划开启了人类的“月尘过敏症” / NASA

来源:中国国家天文

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