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面對未知的宇宙,
人類永遠是個好奇的孩子。
“不得了,天文知識增加了!”【第13期】
Q1:
除了嫦娥五號,還有哪些探測器從月球帶回過“土特產”?
A:
1969年7月20日,阿波羅11號成功踏上月球。在總計2.5個小時的月面出艙活動時間裡,三位宇航員採集了21.6公斤月球巖石和土壤樣本並帶回了地球,這是人類第一次獲得月球“土特產”。此後,從1969年到1976年,美國6次阿波羅任務和蘇聯的3次無人月球採樣任務帶回了月球表面9個區域共計382公斤的月球巖石和土壤樣品。
1970年9月12日,蘇聯發射了月球16號,通過無人採樣返回 get 了101克月球“土特產”,這是人類歷史上首次無人月球採樣返回。通過“月球號”無人探測器項目,蘇聯總共完成了三次月球採樣任務。
歷史上各國採集月壤情況
嫦娥五號帶回的“土特產”是迄今為止月球無人採樣返回任務裡採回中最多的,共計1731克。
娥五帶回來的“土特產”
【智能(zhàng)機器人:厲害了,人形自走月壤挖掘機!】
Q2:
月球上的土,跟地球上的一樣嗎?能種菜嗎?
A:
雖然此前我們已經正式宣佈過這一信息,但在此還是要隆重而悲愴地告訴大家:月球土壤——不!能!種!菜!
地球土壤是孕育生命的源泉,不論是青鬆翠柏,還是綠草紅花,都離不開土壤的滋養。地球土壤通常是由於表層巖石礦物暴露在大氣、水以及生物中,發生物理或化學變化,轉變而成的鬆散碎屑物,並伴有大量有機質和微生物。
然而,與富含微生物和有機養分的地球土壤不同,月壤不含任何有機養分,也非常乾燥。究其原因在於月壤的形成與地球土壤截然不同。
月壤真的不能種菜 / @Pursuit天天
反反覆覆地被來自宇宙空間的小天體撞擊,使得月球上堅硬的固體巖石不斷破碎、膠結、挖掘、混合;與此同時,月球表面巨大的晝夜溫差變化也加速了月球巖石礦物的破碎。久而久之,月球表面便佈滿了細小的碎屑顆粒。在經歷了三十多億年的劫難後,形成了今天我們看到的月球表面:大約幾米到十幾米厚,平均大小約100微米的月壤。最表層2釐米的顆粒更為細小,絕大部分小於2.5個微米,平均只有300到400納米,它們通常被稱為月塵。
雖然月壤不能種菜,但卻依然是一座有待挖掘的資源寶庫。科學家們已經發現,長期的太陽風輻射給月壤注入大量的氦-3,這是一種未來可以用於熱核聚變發電的清潔能源。雖然從當前的技術水平來看實現開發利用月球氦-3資源還比較遙遠,但建設月球基地,開展月球資源就位利用的目標已成為了新的月球探測目標。
【智能(zhàng)機器人:是的,你們在月球上種胡蘿蔔(bei)和大白(bei)菜的幻想破滅了。】
Q3:
月亮的“臉”為啥“坑坑窪窪”的?
A:
月球上沒有大氣,也沒有水,45億年前形成初期,表面炙熱,巖漿熔融,隨後十多億年間不斷冷卻,月球表面形成從固體月殼到月幔、月核的固結,約在30億年前基本陷入“僵死”狀態。
月球結構 / 網絡
在月殼固結後的幾十億年來,從幾納米的微流星到幾米甚至幾百米大小的流星體,不斷撞擊著月球的固體巖石表面,能造成很大的破壞,把月球表面砸成了“坑坑窪窪”的樣子。由於月球已經沒有地質活動了,因此也沒有新的熔巖可以平復這些坑。
雖然不能種菜(執念+1),但月球表面的月壤是科學研究的信息寶庫。月壤在經歷長達30多億年的太空風化形成,是月球後期演化的忠實記錄者,可以提供有關月球、地球和太陽系早期歷史的有用信息,包括直接測定月巖的同位素年齡、研究月巖的巖石類型、礦物成分、主要元素及微量元素的豐度、同位素組成、宇宙成因核素、稀有氣體、太陽風和有機質以及月巖的物理性質。
月球背面皮膚比正面還差 / NASA
通過對月球的探測、月巖和月壤物質的研究,我們可以瞭解到月球表面的形態、月球的巖石類型、礦物組成、月球巖漿活動的規律、月球內部構造、月巖形成年齡、月球的各種物理場、月球在宇宙空間的輻射歷史、月球表面受巨大隕石體撞擊的衝擊事件和時間系列、月巖所處的物理化學環境以及月球的起源和演化歷史等。這對探討地球-月球系的起源及其形成過程,以及天體演化等具有很大的理論意義和科學價值。
【智能(zhàng)機器人:月亮:“所以怎麼去痘印?”】
Q4:
月壤有害嗎?
A:
月壤是指由月面巖石碎屑、粉末、撞擊熔融玻璃物質組成的、結構鬆散的混合物,覆蓋在月球表面;月塵則是月壤中顆粒較小的部分。月壤(尤其是月塵)一直是月面探測任務實施的一大障礙。
月壤作為月面探測任務實施的直接接觸對象,其性質關乎工程任務的成敗,就如月面揚塵對航天員和航天器的危害。“阿波羅”17宇航員尤金·塞爾南就曾說過:“我們可以克服心裡上的和機械上的一切障礙,卻很難克服月塵帶來的危害。”
由於月球沒有大氣,月球表面揚塵主要是航天器著陸、巡視器以及航天員活動的人為擾動、流星撞見濺射以及靜電運動造成。特別地,由於沒有大氣衰減,月球表面的太陽紫外輻射相對較強,絕緣的月壤顆粒在紫外光照射下很容易發生光電發射而帶正電,從而在月球白天或者太陽光照射區形成正的月面電勢;而晚上或陽光照射不到的地方通常由於自由電子的積累而帶負電。這些帶電顆粒會在電場的驅動下發生遷移運動。
這些帶電的揚塵還具有極強的粘附性,一但粘附到航天器或者航天服表面上就很難清除掉,造成遮擋、阻塞、磨損等等,威脅航天器和航天員的安全。在“阿波羅”任務中,月塵的危害已經給了我們深刻的經驗教訓。
阿波羅計劃開啟了人類的“月塵過敏症” / NASA
來源:中國國家天文
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