原标题:世界周刊《嫦娥奔月》跳起了“深耕空芭蕾”半个世纪后,月球探测开始了新的高潮
本周,中国“嫦娥五号”月球探测器成功升空空,引起全球关注。
《自然》写道,如果嫦娥五号的任务成功,那将是44年后,人类再次将月球岩石样本带回地球,这凸显了人类对月球探测的新兴趣。
△模拟动画视频:嫦5探月取土 Chang’e-5 spacecraft
按照预定计划,未来一周,嫦娥五号将在月球正面最大的月暴——海洋北部的吕姆克尔山脉附近着陆,然后在这里开始采样工作。
根据《自然》杂志,该地区的玄武岩形成于13亿至20亿年前,属于月球表面较年轻的玄武岩。获得他们的样本将有助于加深对月球火山活动和演化历史的理解。
事实上,在登上月球之前,人们对月球的起源有各种各样的推测。
1879年,天文学家乔治·达尔文提出,地球早期的快速自转和太阳的潮汐作用形成共振,将地球的一部分甩出去,形成月球。
其他人认为月球是在太阳系的其他地方形成的,后来被地球引力捕获。
在20世纪60年代和70年代,美国成功地进行了六次载人登月任务,带回了大约382公斤的月球岩石和土壤样本。
在苏联,进行了三次无人月球采样,采集了大约335克样品。
在这些月球样本的帮助下,科学家们勾勒出月球的早期历史,发现月球和地球有一个共同的“起源”,证实月球是地球和小恒星快速碰撞后形成的。
在美国休斯顿的约翰逊航天中心,这个实验室包含阿波罗登月任务收集的月球样本,包括岩石、核心样本、鹅卵石和土壤。
△美国约翰逊航天中心工作人员 奥尔顿
奥尔顿,美国约翰逊航天中心的一名工作人员:在这个宽敞的房间里,月球样本被放在带有操作手套的盒子里。里面有一个非常纯的氮气环境,所以我们尽量减少样品可能接触的物质种类。
实验室配有极其精密的HVAC 空控制系统,可确保室内空气比室外空气洁净1000倍。
美国约翰逊航天中心的工作人员奥尔顿:每隔一段时间,当我们认为需要观察更多的岩石时,我们会像切面包一样把它们切开。每次你这样做,你可能会发现一种新的岩石类型。
美国广播公司记者:所以人们仍然会从这些岩石中学习新知识。
2019年,NASA决定使用21世纪的技术来分析这些月球样本。
但值得一提的是,美国阿波罗计划和苏联探测器采集的月球样本,大部分是30-40亿年前形成的岩石。这次嫦娥五号探测到的月球表面岩石非常年轻,只有13亿年的历史。
和苏联探月一样,嫦娥五号也使用无人探测器进行采样,但采样能力强得多。苏联的三个无人探测器采集了三个月球样本,带回了大约330克的月球样本,而嫦娥五号计划一次带回2公斤的月球样本。
产生如此大差异的一个非常重要的原因是嫦娥五号将在月球轨道上采用无人交会对接技术。
50年前,苏联探测器采样后直接从月球表面返回地球,由于返回舱和燃料负荷过重,被迫压缩采样重量。
采样完成后,嫦娥五号将采用“月球轨道无人对接”方案转移月球样本。由于上升装置不需要配备返回舱,所需燃料大大减少,因此取样重量也呈几何级数增加。
但是没有辅助,月球样品的“采集-包装-转移-包装”一系列任务是可以自动实现的,难度可想而知。
《科学》杂志对此评论称,要想成功从月球取回样本,需要“嫦娥五号”跳一场复杂的深空芭蕾舞。
嫦娥探月引起了全球关注。事实上,近年来,人类对月球探测的兴趣已经重燃。
欧洲航天局、印度、以色列、日本和俄罗斯都计划在未来五年发射着陆器或月球车。
美国国家航空航天局首席科学家吉姆·格林:我们去月球有许多重要的原因,其中之一就是练习去火星。我们想学习如何在另一个星球上生活和工作。
10月26日,NASA发布了一条大新闻:这是第一次在太阳照射的月球表面发现水。
这表明水可能分布在月球的整个表面,而不仅仅是寒冷和阴暗的区域。
这是一架改装的波音客机,搭载一架直径约2.5米的望远镜,可以观测天体磁场和行星、恒星的活动。它被称为“平流层红外观测站(SOFIA)”。正是通过它,这个非常有意义的观察得以完成。
观测数据表明,水被截留在分布在月球表面的土壤中,浓度为百万分之100至412,即每千克月球土壤中约有100至400毫克的水。这个浓度是撒哈拉沙漠含水量的百分之一。
NASA戈达德太空飞行中心霍尼韦尔博士:月球环境非常恶劣。因此,在月球上发现水是非常令人惊讶的。但是生活是很难存在的。
据报道,SOFIA将继续探索月球,以进一步了解月球上的水是如何产生、储存和转移的。这些数据将为未来的月球探测计划提供重要信息,有助于创建第一张月球水资源地图,并为未来的人类探测任务做出贡献。
△美国宇航局首席探索科学家 布里克
美国宇航局首席探索科学家布里克:如果你不需要携带水月,它会变得容易得多。因为你可以带其他东西。利用月球上现有的东西让我们在下一步探索真的是一个好主意。
美国宇航局局长布里登斯廷发推特表示,目前尚不清楚这些水是否可以使用,但了解月球上的水,是“阿尔忒弥斯”计划的关键。
“阿耳忒弥斯”是美国制定的重返月球的计划,以希腊神话的月亮女神阿耳忒弥斯命名。
计划2024年将宇航员送上月球,2028年在月球上建立可持续的立足点,使其最终成为人类登陆火星的中转站。
然而,阿尔特弥斯项目一直面临预算不足的困境。
今年9月,美国宇航局局长布里登·斯坦要求国会确保2021年预算中用于月球着陆器开发的资金为32亿美元,但11月10日,参议院拨款委员会提议仅拨款10亿美元,不足预算需求的三分之一。
11月13日,乌克兰国家航天局与NASA签署协议,成为继美国、澳大利亚、加拿大、意大利、日本、卢森堡、阿拉伯联合酋长国和英国之后第九个加入阿尔特弥斯协议的国家。
据美国宇航局称,该协议旨在“规范”月球探测和资源开发,以避免未来的冲突。
但“阿尔特弥斯协议”允许签约国或公司在月球基地建立专属“安全区”,在国际上引起了很大争议。
英国《金融时报》评论称,《阿尔特弥斯协议》听起来像是一部惊悚片的名字。美国其实是想建立自己的法律框架,建立月球殖民地,夺取采矿权。
人类登上月球半个世纪后,新一轮探月热潮再次兴起。
这一次,人类希望更好地认识月球,利用月球,以月球为基地,越走越远空。
和平开发利用空不仅符合人类的共同利益,也是所有国家的共同责任。