近期,中国科学院院士、中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员汪卫华带领的非晶团队,从玻璃这一独特视角出发,对嫦娥五号月壤样品开展了系统的物质科学研究。
嫦娥五号(Chang'e 5),由国家航天局组织实施研制,是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器,为中国探月工程的收官之战。嫦娥五号任务是中国探月工程的第六次任务,也是中国航天最复杂、难度最大的任务之一(截至2020年12月),实现了中国首次月球无人采样返回,助力月球成因和演化历史等科学研究。
嫦娥五号任务由国家航天局组织实施,具体由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控与回收、地面应用等五大系统组成。国家航天局探月与航天工程中心为工程总体单位,中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制运载火箭系统、中国空间技术研究院抓总研制探测器系统。中国卫星发射测控系统部负责组织实施发射、测控与回收。中国科学院国家天文台抓总研制地面应用系统,负责科学数据和样品的接收、处理、存储管理等工作。
这些土壤样品的价值在于其独特的物化成分,包括氢、氧、碳和氮。最具代表性的是Helium-3(氦-3),这是宇宙中稀有的同位素,而月球的表面含有更高的氦-3含量,是地球的数百万倍,而这种物质可以用于制造清洁能源,成为未来能源开发的良好选择。
研究发现,月球表面存在着固、液、气多种转变路径的玻璃起源。玻璃是自然界中普遍存在的天然物质,月球表面就有火山喷发、地质运动、陨石撞击等活动产生的丰富的玻璃物质,甚至可以稳定存在亿万年。
这些天然的玻璃纤维证明,月壤具有良好的玻璃形成能力和优异的加工成型特性,肯定了在月球表面就地取材利用月壤加工生产玻璃建材的可行性,将为未来月球基地建设提供重要支撑。这次发现是月球探测高科技的成功融合,并表明中国的月球计划取得了重大进展。但更值得注意的是,这些样本有望成为未来月球建筑的重要组成部分。
嫦娥五号实现了我国首次地外天体采样,成功采集返回了迄今为止最高纬度、最为年轻的月壤样品,为揭示月球起源与演化、认识月球表面和空间环境、促进月球资源原位利用等提供了绝佳机遇,并为地外玻璃物质研究提供了宝贵样本。
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