中國航天|月壤研究背後的故事:「塵中尋寶」如履薄冰

編輯︰紀小婷
撰文︰戴路雨

  象徵月球生命的岩漿活動究竟何時停止?這是全世界科學家關切的議題。2021年10月,中國科研人員利用嫦娥五號帶回的月壤得出全新結論,填補了美國和前蘇聯月球採樣任務的空白。而得到如此重要的科研成果,所用的月壤只有僅僅數克,靠的是研究人員兢兢業業的鑽研精神。

中國航天|用幾克月壤還原月球演化歷史 

  2020年12月,「嫦娥五號」完成月壤採集任務,成功從月球帶回了1,731克樣品,這是中國首次完成地外的天體樣品採集,也是人類44年來再次取回新的月球樣品。

嫦娥五號月壤研究01
繞、落、回被稱為中國探月工程的「小三步」,嫦娥五號於2020年實現「回」這一步,還帶回了大約1.7千克的珍貴月壤。(圖片來源:Getty)

  科學家們都希望能從這些比黃金還要珍貴的樣品中「看到月球的過去」。月壤「落地」半年多之後,中國科學院地質地球所牽頭的科研團隊,獲得了第一批發放的「嫦娥五號」月壤樣品中的一部分——3克月壤粉末和2個岩屑光片。

  要根據這些月壤粉末來進行科研,可以用「塵中尋寶」來形容。面對這些以克為單位的樣品,科研人員如履薄冰。「嫦娥五號取得的月壤非常細,均值只有60微米」,中科院地質與地球物理研究所研究員李獻華院士伸出手掌:「這樣吹口氣就沒了」。

嫦娥五號月壤研究02
月壤得來不易,嫦娥五號採集的1.7千克月壤被分成30多份交給不同的科研機構分頭研究,部分則用於科普展覽。圖為2021年6月,部分月壤運至香港供市民參觀。(圖片來源:視覺中國)

  如果處理不當,一打開瓶蓋,月壤就會被地球上的靜電效應弄得「灰飛煙滅」。李獻華的團隊在高純氮氣的手套箱中進行操作,只消耗了0.15克月壤,就完成了第一批研究任務。

  除了小心翼翼的工作態度,怎麼把儀器的作用發揮到最大也是關鍵。研究團隊特別購買了離子探針、納米離子探針等儀器,並且發明了獨特的技術,將儀器調試到最佳狀態,用工作人員的話說,是將儀器的能力「用到極限」。

  正是在這種極限狀態下,工作人員才能夠在月塵中尋寶。最終,科研人員透過一類新的月海玄武岩,證明月球直到20億年前仍然存在岩漿活動,比以往認知的岩漿活動時間延長了約8億年。這個數據填補了美國和前蘇聯月球採樣任務的空白,進一步還原月球演化歷史。

  延伸閱讀:「嫦娥五號」月壤研究成果面世  還原月球演化歷史

  延伸閱讀:嫦娥五號採集月球樣本亮相 展現中國航天科技實力

中國航天|從美國贈送到自採月壤 科學家秉持不倦精神

  而在中國取得屬於自己的月壤之前,月球研究更是難上加上。

  連續7年擔任「嫦娥工程」首席科學家的歐陽自遠,是中國著名天體化學與地球化學家。他曾經和團隊從上世紀60年代開始潛心研究關於月球地質、探月工程的相關知識。

嫦娥五號-月壤研究-歐陽自遠
歐陽自遠被稱為「嫦娥之父」,曾經進行月壤研究時,歐陽自遠及工作人員只能依靠美國贈送的月壤樣本,如今中國擁有了自主採集的能力,不過不變的是研究人員的鑽研精神。(圖片來源:視覺中國)

  他回憶1978年,美國贈送給中國1克月壤樣本,「只有黃豆一般大小」。中國科學家用其中0.5克樣本,花了3到4個月時間,完成了全部的分析測試工作,發表出14篇科學論文。

  40年後的今天,中國成功發射了自己的月球探測器,擁有了屬於自己的月壤。探測能力和科研實力與以前相比已經有雲泥之別,但一直不變的,是科學家和科研人員們孜孜不倦的科研精神。

嫦娥五號-月壤研究04
中科院地質與地球物理研究所的科研人員,利用以克為單位的月壤樣本,還原了部分的月球演化歷史。(圖片來源:視覺中國)

 

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