土圭垚壵,你是什么土?

12 月 17 日凌晨,嫦娥五号返回器圆满完成任务,携带月球样品顺利返回地球。

装土容器有何特殊?天外来土有何差异?一起来看看这些 ” 土里土器 ” 的小秘密。

【带 ” 月壤 ” 回家的 ” 打包神器 “】

” 挖土 ” 完成后,如何将月球样品 ” 打包 ” 带回?中国航天科技集团五院 510 所专家透露,由该所研制的月球样品密封封装子系统安装在嫦娥五号探测器的最顶端,可将采集到的月球样品 ” 打包 ” 返回。

在月面工作段,该系统运行先预设好的指令,首先解除盖体锁定,将装置容器口完全敞开,方便钻取及表取的月球样品的承接,待所有样品装入容器后,将盖体锁紧的同时进行高真空密封。

返回地面后,专家研制的月球样品解封分装操作台,能够实现在真空环境下对返回地面后的月球采样封装装置进行解封,以及收集月球样品释放的稀有气体,最大限度保证月球样品尽可能少受地球外部环境的影响。

【月球与地球上的土壤的差异】

月球没有大气、没有水、更没有生物。由于没有大气,月壤被直接暴露在太阳辐射和微陨石的轰击之下,组成和物理性质发生改变,科学家们将这个过程称为 ” 太空风化 “,从而与地球上在大气、水和生物共同作用下的 ” 地表风化 ” 相区别。

月壤的形成过程没有生物活动参与,没有有机质,还极度缺水干燥,组成月壤的矿物粉末基本是由陨石撞击破碎形成,因此,粉末颗粒的锐角十分锋利。

月球没有磁场保护,太阳风会注入到粉尘颗粒表面,将矿物中的二价铁离子还原成纳米金属铁微粒,从而改变其电磁特征、光谱特征等。

月球表面经常被陨石以每秒 10 多公里的速度撞击,巨大的能量会使月表一部分物质熔融,形成玻璃,还有一部分物质气化,再重新凝结,成为月壤组成的一部分。

【月壤的意义】

月壤中藏着太阳的秘密。由于月壤一直受到太阳的辐射,太阳的物质以太阳风的形式被注入到月壤颗粒得到保存。因此,从月壤颗粒可以提取、并分析太阳的样品。完整的月壤剖面,记录了长达 30 多亿年的太阳辐射历史和注入的太阳物质。

月壤中还藏着地球的秘密。月球自形成以来,一直在不断远离地球。除了太阳风之外,月球还一直被地球风吹拂着,特别是在更早的 30 多亿年前。因此,月球正面的月壤还注入了来自古老地球的大气物质。科学家提出,通过比较月球正面和背面的月壤,可以识别出来自地球大气的成分,研究 30 多亿年前地球大气的组成和地球磁场。

月壤中还藏着月球本身的秘密。月球表面不断受到陨石的撞击,溅射起来的物质一层一层堆积在月球表面。因此,月壤剖面记录了 30 多亿年以来的陨石撞击历史。

【五姑娘的 2 公斤月球土壤】

嫦娥五号在月球正面最大的月海风暴洋北部吕姆克山脉附近着陆,此地从未有其他国家的探测器到访过。风暴洋相对较年轻,富集铀、钍、钾等放射性元素,该地存在大约 13 亿至 20 亿年前的玄武岩,获得这些年轻玄武岩的同位素年龄,将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。

真实的月球土壤与远程探测的月球土壤究竟有何不同,让我们拭目以待。

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