近日,“月球樣品001號”月壤在國家博物館對公眾開放,頓時引發了全國人民的關注和熱議。
2020年12月17日,嫦娥五號探測器返回艙安全著陸,帶回了1731克的月球樣品,首次實現了我國地外天體采樣返回。
據悉,月球樣品001號裝有100克月壤樣品,其容器材質為人造水晶,整體造型借鑒自國博館藏的系列青銅“尊”造型,整體外部造型高38.44cm,象征地球與月亮間的平均間距384400公里;整體外部造型寬22.89厘米,象征嫦娥五號自發射到返回的任務時長22.89天。月壤儲存在其中心部位的空心夾層球體造型之中。
月球上的土和地球上的土主要區別是什么?
據介紹,所謂的月壤其實是一層沙,或許叫月沙可能更準確,它幾乎完全是由天體撞擊作用形成的。體積較大的基巖在小天體的撞擊作用下,不斷打碎、混合和翻動,最終在月球表面形成了一層數米到十幾米厚的沙土層。
這些沙土顆粒的平均直徑約為100微米(0.1毫米),不含任何有機成分,成分主要是橄欖石、輝石、鈦鐵礦、斜長石以及玻璃態物質。什么?玻璃?是的。
月球樣品中為什么會有玻璃顆粒?
一般在人們的認知當中,玻璃是現代工業的產物,難不成月球曾經有史前文明登陸過?當然不是了。
圖注:普通望遠鏡下的月亮,布滿了大大小小的隕石坑。
通過望遠鏡,我們能看到月面上布滿了大大小小的環形山,這些環形山大多是由早期小行星撞擊而成。月球由于沒有大氣層的保護,這些小天體撞擊月面的速度高達每秒十幾公里到幾十公里不等,撞擊產生高溫高壓,能夠熔融二氧化硅,產生大量的天然玻璃狀物質。
其實,目前月球仍然時而遭受小行星的撞擊,只不過頻率不如早期高,但每次撞擊都會產生玻璃狀物質。雖然月面各處的月壤成分有些差別,但幾十億年下來,整個月壤中普遍含有玻璃狀物質。
圖注:世界第一顆原子彈爆炸時產生的核火球。
在核試驗場中,也能形成大量的玻璃狀物質。1945年,人類第一顆原子彈在美國新墨西哥州沙漠地區上空爆炸,爆炸當量接近二萬噸TNT炸藥!上億度的高溫把托舉原子彈的鐵塔熔化,地面上的沙子被吸入火球內部熔融,最后像雨滴一樣落下來。
圖注:世界第一顆原子彈爆炸場地產生的玻璃態物質。
據說當時人們并沒有注意到這種綠色的玻璃石,后來才注意到有一些玻璃狀礦物不尋常地散落開來,人們甚至收集這種綠色玻璃石碎片作為紀念品。在地面核試驗中都會形成類似的玻璃石。
美國曾經送給我們一克月巖
2005年,本文作者還在大學時代就有幸聆聽過歐陽自遠院士的科普講座,歐陽自遠院士是我國探月工程首席科學家。當時他回憶說,1978年5月28日,美國派出總統國家安全事務顧問布熱津斯基訪問中國,并帶來了卡特總統向中國贈送的禮物:質量僅1克的月巖樣品。月巖樣品放在一塊有機玻璃內,看上去有指甲蓋般大小。這份樣品被一分為二:一半珍藏在北京天文館讓公眾參觀;另外一半用于研究,研究人員竟然發表了十多篇重要論文。
現在,我們自己從月球采回來多達1731克樣品,這些樣品是從月球“風暴洋”北部呂姆克山脈附近采集的,這個地方其他國家從未到訪過,該地存在大約13億至20億年前的玄武巖,獲得這些年輕玄武巖的同位素年齡,將有助于推進對月球火山活動和演化歷史的認識。
探訪嫦娥五號“太空牽手”背后的硬核青年
中青報·中青網記者韓飏(右)在中國航天科工二院二十五所“職工小家”采訪航天青年。
春節前,我來到中國航天科工二院二十五所,想看看在嫦娥五號“太空牽手”的背后,有怎樣一群硬核青年?
二十五所的“職工小家”有一個簡易書架,上面擺滿各種獎杯獎狀和榮譽證書,足足占據一整面墻,“載人航天工程重大貢獻先進集體”“中國五四青年獎章(集體)”“中國航天質量獎”……
“可上九天攬月,可下五洋捉鱉”。我不禁感嘆,中國航天科工二院二十五所大到宇宙飛船、小到測溫儀器,無不彰顯著自主研發的“國貨之光”。
在“職工小家”,我見到了“女戰士”賀中琴。她身穿一件大紅色針織衫,扎著高高的馬尾辮,干凈利落。
38歲的賀中琴是嫦娥五號微波雷達研制團隊第一位女設計師,也是第一批參與產品研制的設計師之一。從2007年到2021年,從實習生到主任設計師,從小賀到賀姐,賀中琴一路走來,帶領團隊從零突破,自主創新。
賀中琴的丈夫也是一名航天人,加班加點是他們的家常便飯。為了盡快投入工作,女兒剛滿一歲,賀中琴便給她斷了奶。
在“職工小家”,我還遇到了賀中琴的師弟賈學振,為了攻克一個個技術難題,一樣是舍小家,顧大家。
技術的每一次突破、工程的每一步跨越,是航天人對“100%成功率”的執著追求。
“是什么讓你們如此堅持?”采訪中,我向不同的航天青年發問,得到的答案幾乎一致——“熱愛”。
也許沒有人比航天人更透徹地理解“仰望星空,腳踏實地”的含義。9年間,二十五所微波雷達“六戰六捷”的背后是航天人始終如一的執著與堅守。
研究室主任鄧曉東告訴我,在二十五所,有個人人皆知的現象,“93號樓6樓東側的燈永遠亮著”,那一角是微波雷達研制團隊的辦公室,那束光就是航天精神之光。
九天云外攬月回!——探月工程嫦娥五號任務回顧
2020年11月24日4時30分,中國文昌航天發射場。長征五號遙五運載火箭尾焰噴薄而出,閃爍著多彩的光芒映透整個夜空。山坡山、海岸邊,人們歡唿、慶祝,目送長征五號全力托舉嫦娥五號向著月球飛馳而去。
23天后的12月17日凌晨,內蒙古四子王旗。在闖過月面著陸、自動采樣、月面起飛、月軌交會對接、再入返回等多個難關后,歷經重重考驗的嫦娥五號返回器攜帶月球樣品,成功返回地面。
回顧嫦娥五號這舉世矚目的23天,人們一面為它驚險的太空之旅捏一把汗,一面為它不斷傳回的一條條捷報而欣喜和感動。人們將永遠銘記,2020年底這次意義非凡的太空之旅。
2020年11月24日4時30分,長征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空,將運送嫦娥五號探測器至地月轉移軌道。
2020年11月29日20時23分,嫦娥五號探測器在近月點再次“剎車”制動,飛行軌道從橢圓環月軌道變為近圓形環月軌道。
2020年11月30日凌晨4時40分,在科技人員精確控制下,嫦娥五號探測器著陸器和上升器組合體與軌道器和返回器組合體分離。
2020年12月1日23時11分,嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選著陸區,并傳回著陸影像圖。這是12月1日在北京航天飛行控制中心拍攝的嫦娥五號探測器落月瞬間。
2020年12月2日22時,經過約19小時月面工作,探月工程嫦娥五號探測器順利完成月球表面自動采樣,并按預定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。這是12月2日嫦娥五號探測器在月球表面自動采樣。
2020年12月4日,國家航天局公布了探月工程嫦娥五號探測器在月球表面國旗展示的照片。嫦娥五號著陸器和上升器組合體全景相機環拍成像,五星紅旗在月面成功展開,此外圖像上方可見已完成表取采樣的機械臂及采樣器。
2020年12月3日23時10分,嫦娥五號上升器月面點火,3000牛發動機工作約6分鐘后,順利將攜帶月壤的上升器送入到預定環月軌道,成功實現我國首次地外天體起飛。
2020年12月6日5時42分,嫦娥五號上升器成功與軌道器返回器組合體交會對接,并于6時12分將月球樣品容器安全轉移至返回器中。這是12月6日,航天科技人員在北京航天飛行控制中心指揮大廳監測嫦娥五號上升器與軌道器返回器組合體交會對接情況。
2020年12月6日12時35分,嫦娥五號軌道器返回器組合體與上升器成功分離,進入環月等待階段,準備擇機返回地球。
2020年12月17日凌晨,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品,采用半彈道跳躍方式再入返回,在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸。
2020年12月17日,在中國航天科技集團五院,科研人員打開嫦娥五號返回器艙門,取出裝有月球樣品的容器并進行稱重。
來源:騰訊太空/喬輝,新華社,中 國 青 年 報綜合
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