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两周年,新成果!

2022-12-29 20:03| 发布者: 酉时不睡| 查看: 46| 评论: 1|来自: 国家航天局

摘要:  2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带1731克月球样品顺利返回地球,标志着中国开启了月球研究的新篇章。随后,中国科学家针对嫦娥五号月壤样品的科学研究,获得一系列原创性成果,深化了人类对月球和太阳系的认 ...

 2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带1731克月球样品顺利返回地球,标志着中国开启了月球研究的新篇章。随后,中国科学家针对嫦娥五号月壤样品的科学研究,获得一系列原创性成果,深化了人类对月球和太阳系的认知。


  在嫦娥五号顺利返回地球两周年之际,中国科学家再次获得新发现——太阳风为月球带来可以利用的水。


  根据中科院国家空间科学中心和地质与地球物理研究所联合团队本月13日发表在国际权威学术期刊《美国国家科学院院刊》上的内容,月表中纬度区域太阳风在月壤颗粒表层中注入的水比以往认为的更多,而月球高纬度区域可能含有大量具有利用价值的水资源。这是嫦娥五号月壤样品实验研究又一个新成果。研究团队从两份嫦娥五号月表样品中选取了17个月壤颗粒,包括硅酸盐矿物(橄榄石、辉石、长石)和玻璃,利用在纳米离子探针上最新研发的超高空间分辨的深度剖面分析技术,开展了氢含量和同位素的实验分析。分析结果发现,嫦娥五号月壤颗粒的最表层0.1微米中的水含量达到0.7%,通过氢与氘的比值分析证明,这些水都是由太阳风高速注入月球表面的。需要注意的是,这里的水不是通常意义上的水,而是存在于矿物中的结构水。水的主要组成之一是氢,因此通常用氢含量来表达水含量。

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  这张示意图显示了来自太阳表面的高速氢离子注入到月球表面并富集在月壤颗粒表层(2022年11月23日绘制)


  研究团队基于再加热实验分析结果,对不同温度下月壤颗粒中氢的保存开展了数值模拟,结果显示太阳风成因水可在月表中、高纬度地区得到较好保存。


  此前美国阿波罗任务和苏联月球号任务采集的月球样品均位于低纬度区域,嫦娥五号的着陆点位于北纬43.06度,高于阿波罗和月球号的9个着陆区,同时嫦娥五号着陆区玄武岩的年龄更年轻,距今约20亿年。


  研究团队结合嫦娥五号样品的分析结果和美国阿波罗样品的实验数据,构建了一个太阳风注入与加热扩散氢丢失的动态平衡模型。

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  这是太阳风氢的注入、保存与扩散丢失模型图(2022年11月23日绘制)


  该模型预测高纬度区域月壤颗粒表层含有更高的太阳风成因水,在颗粒最表层的0.1微米中最高可达8.5%的含量。如果将这些月壤进行粒度分选,在直径为2微米的细颗粒部分,水含量可达2%。


  领导这项研究的地质与地球物理研究所研究员林杨挺介绍,“这一发现对于未来月球水资源的利用具有重要意义。中国计划在月球南极建科研站,我们的研究表明,月球南极区域的水含量可能比人们以往认为的还要多,而且这些月壤中的水通过粒度分选和加热,比较容易开采利用。”


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引用 infortrans 2022-12-30 09:24
嫦娥五号顺利返回地球两周年之际,中国科学家再次获得新发现。

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