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“土特产”将在这处理!独家探访我国首个月球样品实验室

发布日期:2021-05-06 11:41   来源:未知   阅读:

  月球样品顺利抵达地球,对于我们的探月工程技术人员来说,应该是圆满完成了这次重要的航天任务。但是对于地面应用系统的科学家来说,月球样品的科学研究工作可以说才刚刚开始。那么,月球样品将如何存储、管理和研究呢?

  总台央视记者 帅俊全:这里就是我国探月工程地面应用系统的月球样品实验室,在这里的墙上写着12个字非常醒目,安全解封、科学处理,妥善存储。应该说这12个字既是标语,同时也是我们科研团队处理月球样品的一个标准。那么我们国家首次地外采样带回来的月球样品就将存储在我身后的实验室中,实验室究竟有什么奥秘?

  位于中国科学院国家天文台的月球样品实验室承担着一项重要使命,就是月球样品的存储、管理和研究。在最新建成的月球样品实验室中,第一个屋子就是用于安全解封的科研装备。由于月球上是几乎真空的状态,和地球上存在很大的压差,安全解封就成了摆在科研团队面前的首个难题。

  探月工程三期地面应用系统主任设计师 张广良:面临的最大的问题就是解封在月表真空环境下封装的设备,这个难题是我们通过不断的技术和验证,最终设计了一套方案,在真空条件下独立进行罐子的解封,在解封完之后我们再把样品转移到氮气环境下进行存储和处理。

  科研团队介绍,由于月球样品产于高真空高还原的环境,很容易受到地球上氧和水的侵蚀、风化和氧化,因此在氮气环境下存储的过程中,还必须严格控制水和氧的指标。

  探月工程三期地面应用系统主任设计师 张广良:我们知道月球土壤样品是粉末状的,很容易受到地球物质的污染,因此对它的外部环境,我们设计的是一个洁净室的条件,这样会最大限度减少地球颗粒物质对它的污染。

  在月球样品实验室,记者看到,根据采样方式和样品使用的不同,此次采集回来的样品会分为钻取样品临时存储、表取样品临时存储、钻取样品永久存储和表取样品永久存储四大类。

  探月工程三期地面应用系统主任设计师 张广良:根据我们采样返回样品的特点,因为有钻取样和表取样,因此我们把这两类样品就分门别类地设计不同的存储装置进行存储,这样才能够更妥善地保管我们的样品。在实际过程中,我们要根据科学研究的实际需求来进行分样,必须严格遵守一定的操作规程,保证月球样品在最终分析的时候,确保样品量既能适用于科学研究,又不会浪费。

  除了存储、管理之外,如何研究月球样品,更是备受关注。70年代,美国曾送给我国1克月球样品,我国科学家利用其中的半克样品深入研究,就发表了多篇科研文章。

  这次,嫦娥五号采集回来的月球样品约为2公斤,可以说是弥足珍贵。我国科学家究竟会利用这些月球样品进行哪些研究?研究月球样品又有哪些独特之处呢?

  探月工程三期地面应用系统主任设计师 周琴:嫦娥五号样品是我国首次进行月面自动采样返回的任务,返回的月球样品十分珍贵,因此我们希望能够全面地对月球样品开展一些科学研究工作,比如说它的各种物理参数、化学成分、矿物组成以及实验室光谱等等。想了解月壤的一些基本特性,然后为我们以后下一步的工程任务,甚至于以后建立月球基地,然后获得一些基本的信息和参考。

  记者看到,在进行样品研究的千级洁净间内,配备了多台充氮密封的实验操作台。操作台内的物性分析测试设备,可以进行物理参数特征的研究。扫描电镜、电子探针、X射线荧光分析仪和各类光谱分析仪器,则可以进行月球样品的化学成分、矿物组成等分析研究。

  探月工程三期地面应用系统主任设计师 周琴:我们首先考虑的肯定是尽量采用一些无损的分析方法,比如说一些显微镜下的光学特征的观察,还有实验室的光谱测量等等,这些测量都是在一些比较特殊的环境,比如像充满了高纯氮气的环境下进行的分析测试,尽量减少地球环境对于月球样品的影响。除此之外,我们还会做一些有损的化学成分的分析,当然这些分析我们都要进行全面综合的考虑,尽量以最小的样品用量获得更多的有用信息。

  科研团队介绍,和研究月球陨石不同,月球样品有明确的采样位置,而且着陆器科学载荷获得的采样区数据,可以为月球样品研究提供更多的背景资料。月球样品所携带的信息,也将为人类研究月球,甚至研究地球本身的演化提供支撑。

  探月工程三期地面应用系统主任设计师 周琴:地球上面现在有比较活跃的火山和板块运动,已经把地球早期演化历史信息消磨殆尽。所以我们立足于地球,想了解地球比较早期的演化历史的话,就寄希望于在月球保存的这些比较古老的演化历史信息,是否可以为我们解释地球早期演化历史提供一些线索。(总台央视记者 帅俊全 姚文利 韩文旸)