漲知識|嫦娥五號從月球挖回的“土”如何存儲、分配與研究?
12月17日1時(shí)59分,嫦娥五號返回器攜帶2公斤月球樣品在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸,標(biāo)志著我國首次地外天體采樣返回任務(wù)圓滿完成。
對于地面應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)家來說,月球樣品的科研工作才剛剛開始。這些彌足珍貴的月球樣品將如何存儲、管理、分配與研究,我國將如何開展國際合作?上世紀(jì)70年代,美國曾送給我國1克月球樣品作為“國禮”,如今我國是否也會把月球樣品分享給NASA?
12月17日,國家航天局副局長吳艷華表示,中國政府愿意與各國志同道合的機(jī)構(gòu)和科學(xué)家共享月球樣品、有關(guān)探測數(shù)據(jù),以進(jìn)行科學(xué)分析。“我們愿意在平等互利、和平利用、合作共贏原則基礎(chǔ)上,同美方無論是政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位,還是科學(xué)家、工程師開展真誠友好的合作。”
中國國家航天局探月與航天工程中心副主任、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇同樣表示,“我們沒有提出國別限制,鼓勵(lì)科學(xué)家進(jìn)行樣品的研究合作?!?/p>
作為“國禮”的1克月壤
時(shí)隔44年,人類再次從月球帶回月壤。
1969年7月至1972年12月,美國阿波羅11號到阿波羅17號載人飛船實(shí)施了7次載人登月任務(wù),除阿波羅13號因發(fā)生故障中途返回,其余6艘飛船皆完成登月,成功將12名航天員送上月球,帶回的月壤和月巖樣品總計(jì)約381.7千克。
1970年9月12日,蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一個(gè)無人月球采樣返回探測器“月球16號”,并從月球豐饒海取回了一塊101克的小樣本。此后1972年發(fā)射的“月球20號”和1976年發(fā)射的“月球24號”又分別從月球取回55克和170克月球樣品。
而人類登月采樣計(jì)劃也自此沉寂,人類已經(jīng)44年沒有從月球“挖土”回地球了。這一次中國的2公斤樣品尤其珍貴。
11月24日凌晨4時(shí)30分,長征五號運(yùn)載火箭從中國文昌航天發(fā)射場送嫦娥五號月球探測器升空。當(dāng)天,NASA就在社交媒體上表示,“隨著嫦娥五號的發(fā)射,中國已經(jīng)開始努力和美國、前蘇聯(lián)一同獲取月球樣本。我們希望中國能與全球科學(xué)界分享其數(shù)據(jù),以加強(qiáng)我們對月球的了解,就像我們阿波羅計(jì)劃所做的以及阿耳忒彌斯計(jì)劃會做的那樣?!?/p>
上世紀(jì)70年代,美國曾送給我國1克月球樣品。1978年中美正式建交前夕,美國時(shí)任總統(tǒng)卡特的安全事務(wù)顧問布熱津斯基在訪問中國時(shí),向中國贈送了1克月球土壤作為“國禮”。
我國將這份月壤一分為二,其中0.5克用于試驗(yàn),還有0.5克收藏在北京天文館。通過對這半克樣品的研究,我國科學(xué)家發(fā)表了多篇科研文章。
中國愿與各國志同道合的機(jī)構(gòu)和科學(xué)家共享
如今,我國從月球取回來的這大約2公斤月球樣品將如何存儲、管理、分配與研究?我國又將如何開展國際合作,是否也會分享給NASA?
國家航天局副局長吳艷華表示,從月球采樣回來樣品用途包括三類,最主要的目的是為了進(jìn)行科學(xué)研究,另外有一部分樣品也會入藏國家博物館,向公眾展示。
此外,依據(jù)國際合作的公約和多邊雙邊的合作協(xié)議,我國將發(fā)布月球樣品和數(shù)據(jù)管理辦法,與有關(guān)國家和世界的科學(xué)家共享。當(dāng)然也有一部分樣品會按照國際慣例,或作為國禮相送。
至于是否會把月球樣品分享給NASA,吳艷華說,中國政府愿意與各國志同道合的機(jī)構(gòu)和科學(xué)家共享月球樣品、有關(guān)探測數(shù)據(jù),以進(jìn)行科學(xué)分析?!拔覀冊敢庠谄降然ダ?、和平利用、合作共贏原則基礎(chǔ)上,同美方無論是政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位,還是科學(xué)家、工程師開展真誠友好的合作?!?/p>
“不過遺憾的是,2011年,美國國會通過了 ‘沃爾夫條款’,限制美國NASA、國務(wù)院科學(xué)委員會等官方機(jī)構(gòu)與中國航天往來合作?!眳瞧G華表示,能不能合作還要看美國政府的政策。
中國國家航天局探月與航天工程中心副主任、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇表示,從科學(xué)研究的角度講,將制定一個(gè)樣品管理辦法,對樣品如何管理、分配使用會做出具體規(guī)定。
“樣品是科學(xué)研究重要的基礎(chǔ)物質(zhì),一方面我們會組織國內(nèi)科學(xué)家對樣品進(jìn)行研究,同時(shí)管理辦法中也提出積極開展樣品研究的國際合作,我們也歡迎國外科學(xué)家來開展樣品研究?!迸嵴沼钫f,樣品管理辦法中提到,要成立一個(gè)科學(xué)家委員會,向國際征集樣品研究的方案、建議,通過科學(xué)家委員會對這些建議進(jìn)行評估,認(rèn)為哪些建議有科學(xué)價(jià)值,樣品使用合理,樣品的管理有序可靠。
裴照宇表示,我國將通過這種方式來決定提供哪些樣品,從事哪些研究?!拔覀儧]有提出國別限制,鼓勵(lì)科學(xué)家進(jìn)行樣品的研究合作?!?/p>
解封、分樣、測試、建檔
嫦娥五號是我國首次進(jìn)行月面自動采樣返回的任務(wù),從月球帶回來的樣品十分珍貴。
中國科學(xué)院國家天文臺研究員、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師李春來表示,絕大部分樣品會用于科研,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行長期系統(tǒng)研究,包括其結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理特性、化學(xué)成份、同位素組成、礦物特點(diǎn)和地質(zhì)演化方面,希望能夠深化在月球起源、演化方面的認(rèn)識。
位于中國科學(xué)院國家天文臺的月球樣品實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著一項(xiàng)重要使命,就是月球樣品的存儲、管理和研究。拿到月球樣品這份“太空快遞”后要如何處理?裴照宇說,首先要解封,樣品容器是在真空狀態(tài)下進(jìn)行封裝的,進(jìn)入地球之后,要在地球的環(huán)境下操作,不同于一般的罐子開封。解封之后要對樣品進(jìn)行分樣,進(jìn)行基本特性、物理化學(xué)特性測試。然后要進(jìn)行樣品登記,給每一份樣品建立檔案。
由于月球上是幾乎真空的狀態(tài),和地球上存在很大的壓差,安全解封就成了擺在科研團(tuán)隊(duì)面前的首個(gè)難題。“我們通過不斷的技術(shù)和驗(yàn)證,最終設(shè)計(jì)了一套方案,在真空條件下獨(dú)立進(jìn)行罐子的解封,在解封完之后我們再把樣品轉(zhuǎn)移到氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行存儲和處理?!?探月工程三期地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張廣良說。
月球土壤樣品是粉末狀的,很容易受到地球物質(zhì)的污染,因此科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)潔凈室的條件,最大限度減少地球顆粒物質(zhì)對樣品的污染。
根據(jù)采樣方式和樣品使用的不同,此次采集回來的樣品會分為鉆取樣品臨時(shí)存儲、表取樣品臨時(shí)存儲、鉆取樣品永久存儲和表取樣品永久存儲四大類。
探月工程三期地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師周琴表示,首先考慮盡量采用一些無損的分析方法,例如在顯微鏡下的光學(xué)特征觀察、實(shí)驗(yàn)室的光譜測量等,盡量減少地球環(huán)境對月球樣品的影響。“我們還會做一些有損的化學(xué)成分分析,當(dāng)然這些分析我們都要進(jìn)行全面綜合的考慮,盡量以最小的樣品用量獲得更多的有用信息。 ”
澎湃新聞記者 張靜