中國社會科學網訊(記者明海英 通訊員龐偉紅)11月24日凌晨4時30分,我國在中國海南文昌航天發射場,用長徵五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器,順利將探測器送入預定軌道,開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。
本次月球探測器計劃將首次實現從月球的採樣返回,把月壤和月巖等寶貴樣品帶回地球,有望為我國探月工程重大科技專項「繞、落、回」三步走發展戰略畫上一個圓滿的句號。中國地質大學(武漢)肖龍教授作為嫦娥五號鑽取子系統飛控專家組成員參與此次計劃。
月面採樣能否成功的關鍵因素之一,是要了解月壤的性質,並研製出與實際月壤性質較為相似的模擬月壤,用於採樣工程技術驗證。肖龍教授團隊全面調研了阿波羅採集的月壤樣品性質,獲得了實際月壤的相關參數,以及隨深度變化的月壤剖面結構。根據實際月壤的可能狀態和月面低重力的工作環境,選取了多種與月壤性質較為相似的地球巖石,選擇特定的工藝,對巖石進行破碎加工,製造出顆粒形態和成分等都與實際月壤相似的原料,進而將不同粒度的原料進行粒度配比,經過大量試驗和迭代,研製了不同密度、不同級配、不同成分等十多個系列的模擬月壤,被工程單位用作地面鑽探試驗,確定各項鑽探參數,再根據這些參數設定月面鑽探取樣的工作模式。
肖龍及其團隊為嫦娥系列任務研製模擬月壤近10年,總共為工程單位提供了近100噸的模擬月壤。近期他們還研製了用於材料加工(如3D列印)的模擬月壤,以及模擬火星土壤等,為月球基地建設、火星探測、地外資源利用等,提供支撐。
肖龍教授還參與了嫦娥五號科學目標的論證和採樣點的選址工作。嫦娥五號將在月球正面最大的月海風暴洋北部呂姆克山脈附近著陸,此地從未有其他國家的探測器到訪過。為什麼選擇此處採樣?對此,肖龍表示,著陸點的選址最主要考慮兩點,一是工程的安全性,二是要有重要的科學價值。工程方面,主要考慮地形、地貌、坡度、光照和通訊條件等因素。科學方面,重點考慮在月球科學中的價值,能否為回答月球科學問題提供關鍵樣本。著陸點要遠離以往著陸採樣區,還要有與以往不一樣的樣品,能夠回答以往沒有解決的科學問題。呂姆克山區域,有月球上最年輕的火山巖,樣品的研究意義很大。
據了解,中國地質大學(武漢)李大佛教授團隊、段隆臣教授團隊曾參加了部分鑽探方案設計和鑽探模擬試驗等工作。月球樣品成功返回後,中國地質大學(武漢)也將積極申請樣品,開展相關研究工作。