嫦娥五號將採集月球樣本:美國專家怎麼看

2021-01-17 解仁江

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翻譯:田程偲

校對:牧夫校對組

編排:陶邦惠

後臺:庫特莉亞芙卡 李子琦

原文連結:

https://www.space.com/china-moon-sample-handling-plans.html

1994年克萊門泰號太空船(United States' Clementine spacecraft)傳回的月球照片。Credit: NASA

中國計劃在今年十月底前後向月球發射嫦娥五號,這代表著嫦娥探月計劃進入第三階段:開展月球樣本採集並返回地球任務。為此,中國已經準備好通過存儲,加工以及樣本製備三步驟來處理月球樣本。

據報導,嫦娥五號的候選著陸區域是位於月球「月球風暴洋」北部的蒙斯朗克山(Mons Rümker)。該地區地質複雜,以火山活動聞名。

嫦娥五號飛行任務由軌道飛行器、升空器、著陸器和地球返回器四個主要部分構成,其中返回器能攜帶重達2千克的月球樣本。

2020年,「嫦娥五號」月球樣本採集並返回任務

Credit:https://www.planetary.org/

樣品歷史

報導稱,前蘇聯成功執行了3次月球採樣並返回任務。1970年9月,「月球16號」從「豐饒海」取回了一塊101克的小樣本;1972年2月,「月球20號」從「阿波羅尼厄斯高地」取回了55克的月球土壤;1976年8月,「月球24號」從「危海」取回了170.1克的月球樣本。

相較前蘇聯,美國取回的月球樣本更多。從1969年到1972年,六次「阿波羅載人登月」任務在不同的著陸區域前後共搜集了重達382千克的月球樣本,其中包括月巖、巖心、月壤和月球塵埃。

中國的月球計劃

原定於2020年3月在月球與行星科學大會(簡稱LPSC)上發表的論文中,來自中國科學院國家天文臺的主要作者詳細介紹了中國探月計劃中地面應用系統(簡稱GRAS)的主要任務。然而出於對新冠疫情的擔憂,該大會被取消。

這些任務包括將月球樣本從太空飛行器轉移到實驗室、建立專門的實驗室以便永久性本地儲存樣本並在另一地點對其進行備份、以及對月球樣本進行製備和預處理。

根據任務的要求,GRAS制定了完備的月球樣本預處理、存儲和製備計劃。

該計劃主要包括:將月球樣本從太空飛行器系統移交給GRAS開封樣本包裝、分離樣本(鑽取和鏟取樣品分離)、樣本儲存(鏟取和鑽取樣本)以及樣品製備。

月球管道

LPSC文件中討論了該計劃的詳細流程。

首先,將送回實驗室的月球樣本分成鏟取樣本和鑽取樣本。隨後再將兩種樣本細分為4類:永久性樣本、備用永久性樣本、科學研究樣本和展覽樣本。

「所有與月球樣本接觸的工具均由不鏽鋼、聚四氟乙烯、石英玻璃或已知成分的材料製成,以嚴格控制可能影響後續科學分析的因素。手套箱中用氮氣保護,並嚴格控制裡面的水和氧氣含量,以防止月球樣本受到地球汙染。」

中國與美國的方法比較

NASA「阿波羅號」樣本負責人瑞安·齊格勒(Ryan Zeigler)說道:「中國似乎採取了與我們處理和操持「阿波羅號」樣品(以及我們收藏的其他天體物質)非常類似的方式(而且我們仍在採用這種方式)。」

齊格勒表示:「中美的方法存在一些細微的差異,但這是預料之中的,因為每個任務都有其獨特性。」

中國人顯然正在為即將獲取的新月球樣本進行認真的處理、儲存和初步檢查工作。NASA前天體材料負責人卡爾頓·艾倫(Carlton Allen)指出,所描述的這項技術在很多方面都與NASA月球樣品實驗室採用的技術類似。

艾倫表示:「根據NASA過去50多年的月球樣本管理經驗,利用氮氣在樣本製備、細分和存儲的過程中保護月球樣本是非常必要的。」

艾倫說道:「中國專家所描述的這項技術將大大提高中國月球樣本價值,使之可以和美國『阿波羅號』和俄羅斯『月球號』獲取的樣品相媲美。

倫納德·戴維(Leonard David)是Space.com的常駐作家,他從事太空產業方面的報導工作已有五十年以上經驗。他的新書《搶佔月球:新太空競賽》(Moon Rush: The New Space Race)於2019年5月由國家地理雜誌出版 。

責任編輯:郭皓存

牧夫新媒體編輯部

『天文溼刻』 牧夫出品

一張圖了解嫦娥大家族

來源:中國國家航天局

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