月球是距離地球最近的天體,同時也是人類目前到達的最遠地外天體。截至目前,隻有前蘇聯、美國和中國3個國家從月球上采樣取回了部分月壤,特别是我國于2019年發射的嫦娥五号探測器,一連貫實施了10多個動作,集“繞落回”任務一次性完成,成功從月球表面比較年輕的月球風暴洋北部呂姆克山脈區域采集1731克月壤樣品。
此次我國采集的月壤樣本,避開了美國和前蘇聯曾經采樣的地區,分布着年齡大約在13億-20億年前的衆多玄武岩,是月球最後呈現火山運動的區域,要比之前其他國家采集的“年輕10億歲”,所以這些土壤樣本對于我們深入認識月球的演化曆史,具有不可替代的作用。
在去年的7月份,我國将帶回來的這些樣本,拿出17克開展第一批科學研究,其中一部分用來做提取氦-3相關實驗,後來我國的科學家們從樣本中精确地測算出了月壤氦-3的含量,最終推測出月球表面可供開采的氦-3資源量,達到驚人的100萬噸。而每100噸即可通過成熟的核聚變反應,釋放出能供地球人類足足使用1年時間的能量,所以作為地球上非常稀缺的氦-3資源,在月球表面分布非常豐富,無疑會成為未來滿足人類對能源需求的重要目标。
除了驗證月壤中的确含有豐富的氦-3之外,中科院地質與地球物理研究所等我國數家科研機構,這次沒有直接使用采集回來的月壤樣本,而是利用嫦娥五号攜帶的“月球礦物光譜儀”這個設備,在世界上第一次分析研究獲得了“月表原位”條件下的含水量數據。所謂“月表原位”條件,即在非人工取樣和制樣模式下,通過一定的監測方法,從月球的目标區域就地分析樣本的一種分析技術方法,能夠對月球表面的岩石和土壤的結構、組分以及分布特征等進行微觀細緻地分析。
在最新發布的國際綜合性科學刊物《科學進展》上,刊登了上述我國科學家們的研究成果。根據文獻的内容,我們可以看出,在嫦娥五号的采樣區,月壤的平均含水量約為120ppm,而從其他區域通過隕石撞擊濺射到采樣區内的、更加古老的岩石中,含水量約為180ppm。也就是說,嫦娥五号采樣區月壤的含水量,大約為每噸120克左右,其他古老岩石中的含水量約為每噸180克左右。
其實,月球上到底有沒有水,從人類向月球發射第一顆探測器之時,已經被全球的科學家們關注和争論了幾十年。後來,随着向月球發射探測器數量越來越多,人類對月球全球表面的地形地貌和光譜反射數據進行了全方位監測和重構,發現在月球的兩極以及一些隕石坑的背陰面,分布着規模、形狀和厚度不一的固态水冰,使得人們對月球的确存在着水資源達成了共識,但是針對月球土壤和岩石中到底有沒有水這個問題,科學家們研究和争論的時間更長。
在上世紀60年代末、70年代初,美國通過阿波羅計劃,将多名宇航員送上了月球,這是人類首次直接接觸到月球環境,第一次将人類的足迹踏上月球,不過受當時降落的環境、探測儀器的性能等因素的限制,這幾次登月并沒有直接從月球的空氣、土壤中監測到水的存在,隻能憑人的感官認為月球表面非常幹燥,看不出有水的蛛絲馬迹來。
後來,印度“月船一号”、美國與歐航局合作的“卡西尼号”、美國彗星探測器“深度撞擊号”等部分探測器,通過自身攜帶的光譜儀,在近月軌道或者繞月軌道上監測到,月球的表面的确有水存在,而且不僅局限于兩極和隕石坑區域。而我國嫦娥五号在月球表面,在世界上首次近距離地應用“月表原位”法,通過高分辨光譜進行了關于月壤含水性的探測,從結果上看,毫無疑問地驗證了之前科學家們關于月壤中有水的論斷。
水是生命的源泉,我國科學家們的研究成果,無疑給世人“打了一針”強心劑,讓人們對這顆看上去毫無生機的荒涼星球以全新的認知,“種菜大軍”們紛紛摩拳擦掌,以後說不定就能上月球上種菜去了呢!然而,現實是殘酷的,從探測結果看,月壤中的确含有水,但是這種水的存在形式,與地球上随處可見的液态水甚至水冰都完全不一樣。
這些水都是以化學鍵的形式,與其所處的岩石、土壤中的化合物緊密結合的,可以說是“融為一體”的,是以“結合水”或者“結構水”的形式出現,需要在特定的條件下,比如高溫環境,才可以從中提取到我們常見的液态水或者水蒸氣。所以,要想在月壤中種菜,肯定是種不活了,況且在月球表面,高溫和低溫交替出現,幾乎沒有大氣層,另外還有高強度的太陽輻射,在沒有采取有效的保障措施和功能性設施之前,不但對于人類來說,對于目前地球上的大多數生物,都是不宜居的。
不過,人類探索地外天體,特别是對地球近鄰月球的探測,将是今後開展深空探索的最佳跳闆和實驗場所,包括美國、中國和俄羅斯在内的多個國家,都明确表示近10年之内要實現人類的再次登月,并将在月球上建造月球基地。
此次我國嫦娥五号實地檢測到月球表面存在着“較為豐富”的水,這無疑是一個非常大的利好,未來我們不但可以通過一定條件,在月球表面直接提到出能滿足需求的液态水,而且還可以通過這些液态水來生産氫氣和氧氣,人類未來建造月球基地的可行性和支撐性或許會大大提升!
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!