2020年12月,嫦娥五號返回器攜帶約1731克月球樣品安全返回,這是人類時隔40多年后再次成功采集到月壤。這些來之不易的珍貴月壤如何使用一直備受關(guān)注。今年7月12日,第一批月球科研樣品發(fā)放,來自13所科研機構(gòu)的31份樣品借用申請獲得通過。目前,第二批月球科研樣品的申請正在進行中。月壤的科研樣品是什么樣子?哪些機構(gòu)能夠通過申請?帶著這些問題,來看記者對月壤的獨家揭秘。
嫦娥五號帶回的月壤由探月工程地面應(yīng)用系統(tǒng)的承擔單位——中科院國家天文臺負責保管。第二批月球科研樣品仍將采取開放式申請的模式進行發(fā)放。公眾可通過訪問中國探月與深空探測網(wǎng),進入月球與深空探測科學數(shù)據(jù)與樣品發(fā)布系統(tǒng),獲取有關(guān)信息,進行科研樣品申請。

探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:能夠申請來做深入研究的樣品至少是三種,一種樣品是原始的,就是沒有經(jīng)過任何處理的月球的粉末樣品;還有一種是我們已經(jīng)挑選了里面的一些粗的顆粒,也是一些玄武巖的顆粒物質(zhì);另外一種就是我們已經(jīng)把樣品制好了,就是把它已經(jīng)放在樹脂里面固化好了,然后把它磨出來一個平面,我們叫光片。

光片就是一面被磨平并拋光過的巖石標本,便于進行電子顯微鏡觀察和電子探針研究,這種樣品可以減少實驗對月壤的損耗,從而能夠讓更多的機構(gòu)和個人參與研究。
探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:樣品的申請是對國內(nèi)科學家和國內(nèi)的研究單位公開的,要進行全面的一個評審和考核,申請樣品的單位和個人有沒有這個水平?有沒有這個設(shè)備去做這個研究?最后根據(jù)大家的評估才會把這個樣品交給你去做研究,這個過程還是比較嚴格,也比較科學的。

據(jù)了解,第二批月球樣品申請將于9月15日結(jié)束。
嫦娥五號帶回的月球樣品有著極高的科研價值。這些樣品到底長啥樣,它存放在什么地方?在獲得許可之后,總臺央視記者獨家進入到了嫦娥五號月球樣品的存放地。一起來看看這些珍貴的地外土壤。
在中科院國家天文臺記者看到,保存月球樣品的實驗室被多項安全措施保護。打開實驗室大門,需要三人在場,通過鑰匙、密碼和虹膜識別才可以打開。

進入實驗室,記者看到,嫦娥五號帶回的月球樣品按照不同的獲取方式進行了編號,封存在玻璃瓶內(nèi),直觀看上去月壤呈黑色。經(jīng)過允許,科研人員讓記者近距離接觸了試驗箱里的月壤樣品。


在存放月球樣品的實驗室,記者看到了粉末狀、顆粒狀和光片三種不同狀態(tài)的月壤樣品。不同的種類可以提供給不同研究方向的實驗使用,將月壤損耗降到最低。
探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:初始就10個瓶子,從10個瓶子里面還要分出很多樣品來,每一個樣品都編個號,現(xiàn)在顆粒有1000多個顆?!,F(xiàn)在可以供大家申請的樣品有將近30多個,包括顆粒、巖屑、光片、粉末。
李春來介紹,不同于地球表面的土壤,受到多種因素的影響,月壤的顆粒都相對較小,目前,嫦娥五號采集的樣品平均粒徑大概只有10微米左右。
在剛才的畫面中,這些珍貴的月壤看起來和我們地球上的土沒有多大區(qū)別。然而,事實果真如此嗎?這些看起來并不起眼的月壤究竟是什么樣子?繼續(xù)看記者的獨家揭秘。
總臺央視記者 李寧:這個就是用來展示的月壤樣品,直觀地看它就是黑乎乎的一片。但是,如果我們把它放到一個高倍顯微鏡下,我們就會看到一個五彩斑斕的世界。

探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:我們挑選了一些比較大的月球顆粒,一毫米以上的大顆粒我們挑選下來的時候,它的表面會沾滿了細的月球塵埃,這塵埃我們用酒精要把它清洗下來,洗下來的塵埃,我們就作為收集樣品可以拿來做一些展示。在顯微鏡下放大了10倍以后,我們可以看到一些月塵顆粒本身的特性就不是黑色的了,不同的礦物就會顯示出不同的顏色,比如說黃綠色的,一般來講是橄欖石,白色的一般是硅酸鋁鈉鈣這樣的礦物。
記者:還有琥珀色的是吧?
探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:琥珀色的很多是玻璃。
記者:大家印象中玻璃可能是人工合成的一種產(chǎn)品,月球上這個玻璃跟地球上的有什么不一樣?
探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:月球上的玻璃至少有兩種形式的來源,一種是在玄武巖就是巖漿噴出來的時候就變成了玻璃了,這種叫火山玻璃。后面再受到一些小天體的撞擊,撞擊過程中產(chǎn)生了很高的溫度,使原來的石頭或者是撞擊體本身發(fā)生了熔融,它再快速冷凝,冷凝成的玻璃我們叫撞擊玻璃。
李春來說,通過這些發(fā)現(xiàn)就可以初步判斷,月球上曾經(jīng)也有過像火山噴發(fā)的情況。
探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:我們的玄武巖就是火山噴發(fā)形成的,我們的月海的巖石都是火山噴發(fā)產(chǎn)生的,就跟我們地球上的火山巖是一樣的成因。
通過對月壤中元素含量的研究,可以對未來月球的開發(fā)與利用提供科學依據(jù)。
月球距離地球有38萬公里,我們的科研工作者歷盡辛苦把月球的土取回來究竟有什么用?他們又會進行怎樣的研究呢?
關(guān)于月球形成的原因有很多種學說,很多科學家認為月球是45億年前宇宙中發(fā)生的一次大碰撞而形成的。這種學說認為,在地球形成的早期,曾經(jīng)有一顆星球撞擊了地球,將地球的一部分撞了出去,相當多的碎石開始圍繞地球運行,逐漸形成了現(xiàn)在的月球。

中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所 李獻華院士:太陽系剛形成的時候是沒有月球的,但是有原始地球,一個跟火星大小的星球撞擊了我們原始地球,兩個一撞,好多東西甩出去了,形成了月球,形成了我們現(xiàn)在的地月系統(tǒng)。
許多現(xiàn)象為碰撞說提供了佐證,科學家通過對阿波羅計劃帶回的月球樣品分析,發(fā)現(xiàn)月球上有很多和地球上相似的元素,由此可見,月球很可能與地球同源,這就讓對地球歷史的研究變得有跡可循。
中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所 李獻華院士:研究地球本身是很困難的,因為我們地球太活躍了,所以把很多老的信息都抹掉了,所以我們地球上現(xiàn)在能看到最早的巖石是40億年,而40億年的巖石,你在其他星球上面隨便找。所以我們可以通過其他星球的研究來推斷地球早期的樣子,其他星球死掉了,我們地球還能活多少年?

通過對月球的研究,不僅可以了解地球的過去,甚至還可以看到地球的未來。一個星球的質(zhì)量越小,它的演化速度就越快,所以月球的演化速度比地球要快得多。
探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:它的演化狀態(tài)到現(xiàn)在和地球完全不一樣,對我們地球以后演化的歷史是不是有什么啟示?我們地球是不是也在往這個方向演化?這都對地球的演化歷史和演化趨勢的認識應(yīng)該提供一個很好的借鑒。
李春來介紹,人類對火星的探索同樣也對研究地球有著重要的意義。
探月工程三期副總設(shè)計師 地面應(yīng)用系統(tǒng)總師 李春來:在月球和地球之間正好有個火星,火星的直徑大概是地球的一半左右,而月球的直徑又基本上是火星的一半。所以這三個球的一個演化的歷史,它的速率、它的體重或者它的體量就代表了不同的演化的速度,相當于三個不同的化石,能夠研究它的不同的演化階段和演化歷史。
(來源:央視網(wǎng))
