阿波羅:開啟探索月球的新世界

天文在線 發佈 2020-02-09T21:48:05+00:00

少量阿波羅月球塵埃開啟月球探索新世界美國航空航天局太空人哈里森·施密特採集隨後用於樣本的月球塵埃是1972年阿波羅17號任務的一部分。

少量阿波羅月球塵埃開啟月球探索新世界

美國航空航天局太空人哈里森·施密特採集隨後用於樣本的月球塵埃是1972年阿波羅17號任務的一部分。

月球塵埃比地球上的東西可珍貴多了。畢竟,在1960年代至1970年代阿波羅人類登月任務中只帶回了大約900磅(400千克)的岩石。

所以科學家團隊要在只有極少量月球塵埃材料的基礎上設法做分析研究。

「我們正在從一個一個原子去研究來自太空的岩石塊。」論文主要作者,菲爾德博物館和芝加哥大學的地球物理學博士傑尼卡·格雷爾(Jennika Greer)在一次聲明中提到,「月球上的樣品能這樣被認真的研究,可謂是第一次。而且我們所使用的技術甚至很多地質學家都聞所未聞。」

「我們正申請將這一技術投入到前人從未研究的樣品中。」合著者菲爾德博物館館長,芝加哥大學地球物理學的副教授菲利浦·漢克(Philipp Heck)在同一聲明中說,「幾乎可以打保票,這次肯定會發現全新的,令人吃驚的東西來。這項技術具有高度敏感和解析度,可以找出以其他方式根本發現不了的東西,而且用掉一小塊樣本就可以咯。」

研究人員使用的技術,即原子探針技術(APT)去探索月球更古老的歷史。舉個例子,科學家可以通過分析樣本去弄清楚水和氦是如何在月球上形成的。這兩種化合物在未來的著陸任務都有一定的一席之地,NASA就正計劃在2024年實行第一次計劃。

一粒月塵埃的顯微視圖

(本圖來源:傑尼卡格雷爾,菲爾德博物館)

在這粒月塵埃(或可能是風化層樣本)中發現了水,氦,鐵,甚至還存在風化的痕跡,當然這些惡劣現象都是因為暴露在太空中才形成的,包括微流星體,輻射等等

為了查明這些特徵,她從表面刮取了一層含有數以百萬計原子的物質,一種比紙還要薄的樣品,卻是數以百萬計的原子的厚度。然後她把樣品放置在了伊利諾斯州的西北大學的原子探針中,用雷射小心地從樣品中分離出單一原子,在探測器板中轟擊它們進行分析。然後團隊檢測出每個原子需要多長時間發生衰變,元素越重,到達探測器花費時間越長,比如,鐵通常比氫運動的慢。

通過團隊合作,相同的技術能夠被應用於來自其他太陽系的天體的材料。日本 Hayabusa2號和NASA(美國國家航天局)的OSIRIS-REx(來源、光譜解釋、資源識別和安全-風化層勘探)宇宙飛船是被計劃在接下來的時間重返地球從他們到訪的小行星中攜帶材料,「這是一個明確被應用到他們所攜帶回來的材料的技術,因為它使用較少的材料,卻提供了如此多的信息。」格里爾說。

一些微觀視角下被打磨的成穀粒狀的月球塵埃。

heck建議這些技術應該被用於月球塵埃的非正式樣品,比如航天員偶然攜帶的鑲嵌在他們太空服或工具上的樣品,「數以百萬計的這類穀粒狀的樣品也可能在航天員的手套中,有足夠充分的材料被用於研究。」他說。

美國國家航天局特別感興趣追求研究太空風化作用的技術,通過比較月球的風化表面與未暴露太空的土壤的比較,科學家了解到很多有關如何造成風化作用,進一步,做出預測位於小行星,月亮表面的下層是什麼。

相關知識

阿波羅計劃也稱阿波羅工程,是由美國航空航天局執行的美國第三次人類太空飛行計劃,1969至1972年首次人類成功登陸月球。

在艾森豪政府時期最初的計劃是隨一人水星計劃用三人太空飛船將美國人首次帶入太空。隨後在1961年5月25日甘迺迪總統在國會演講中表示將阿波羅計劃定位為國家目標「在十年內人類登月並安全返回地球」。這是美國第三個載人航天飛行計劃,1961年的兩人雙子座計劃提升的太空飛行能力將給阿波羅計劃提供幫助。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Elizabeth Howell-Sympathetic,Swilop,臻

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