12月1日23时11分
嫦娥五号探测器成功落月
将正式最早
延续约2天的月面工作
收集月球样品
12月2日,在北京航天航行节制中央拍摄的落月后的嫦娥五号探测器。新华社记者金立旺 摄
武汉传授帮“嫦娥”如许挖土
早在10年前
中国地质大年夜学(武汉)
肖龙传授团队、段隆臣传授团队
和李大年夜佛传授团队
接管义务
为嫦娥系列义务
研制模拟月壤
绘制采样点地质地貌地图
研究利用何种钻探方式取样
接纳何种型号钻头
十年磨“锄”
他们走过了少有人知的
科学攻关之路
义务1:模拟月壤
月面采样可否成功的关头身分之一,是要体会月壤的性质,研制出与实际月壤类似的模拟月壤。
12月1日,肖龙传授在北京航天航行节制中央。本人供图
11月26日,刚刚从文昌发射现场回到武汉的中国地质大年夜学(武汉)行星科学研究所肖龙传授,没有安眠便带长江日报记者来到研究所看他的坛坛罐罐——一瓶瓶的模拟月壤。“别看它们也是土,但来历可不一般。”他对行将到来的嫦娥五号月面取土作业布满自傲。
本年57岁的肖龙传授是嫦娥五号钻取子系统飞控专家构成员,参与了嫦娥五号取土作业的两项关头义务——模拟月壤和采样点地质地貌地图绘制。
肖龙传授见证了嫦娥三号、嫦娥四号的现场发射;在嫦娥五号的发射现场,火箭升空的一刻,他流下了热泪。“作为参与者,我切身感到感染到我国探月工程一步一个脚印向前迈进,心里怎能不冲动!”
在肖龙传授的尝试室兼办公室,桌面上放置最多的就是各类类型的模拟月壤,纪录了这一团队10年的奋斗历程。“而今摆在这里的已很少了,最多时房间里根蒂摆不下,都移放到车库里了,一样也是塞得满满的。”肖龙说,实验需要用到大年夜量的岩石、土壤等原材料,尝试室放不下,他把自家的车库改成了一时仓库。
义务2:为“嫦娥”指路
嫦娥五号下降月表需要一份地图,廓清着陆点的地质地貌,涵盖落点周围的地质机关。
如同干戈需要疆场地形图一样,嫦娥五号下降月表一样需要一份地图。
12月1日23时11分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度周围的预选着陆区,位于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
“着陆点的选址最主要考虑两点,一是工程的平安性,二是要有主要的科学价值。”肖龙吐露,此处采样点其他国度的探测器从未到访过。
肖龙传授显现着陆点月球月海位置。
颠末10年尽力,肖龙传授带领团队顺利完成并提交了这份复杂的地图——《嫦娥五号预选着陆区1:25万地质图》。
嫦娥五号预选着陆区地质填图功能可认为探月工程供应根本地质支持。肖龙示知长江日报记者,颠末历程对月海玄武岩物质成分、玄武岩喷发汗青和撞击坑等着陆区域专题研究,一定了地层切割关系、成分和矿物构成,厘清了该区域的地质演化汗青。
义务3:为“嫦娥”配上金刚钻
高速扭转下钻头该若何散热?螺旋叶片带出月表的月壤可以有用下降钻头的温度。
除肖龙传授参与嫦娥五号探月工程钻取子系统外,中国地质大年夜学(武汉)段隆臣传授团队和李大年夜佛传授团队列入了部分钻探方案设计和钻探模拟实验等工作。
段隆臣传授吐露,在钻头的拔取上,李大年夜佛传授团队进行了良多有益考试考试,但李传授没有等到嫦娥五号升空的这一天就归天了。
“钻头钻进后,月壤的一部分会由钻头的螺旋叶片带出月表,别的一部分月壤颠末历程空芯钻杆带回地球。”段隆臣团队成员高辉副传授介绍,嫦娥的取土作业接纳表取和钻取两种体式格局进行。
遵照企图,表取1.5千克,钻取0.5千克。表取由机械臂接纳挖、夹、铲等动作完成。表取的机械臂相当于机械手,异常天真,合营较量争论机视觉系统,可以实现自由抓取。若碰着大年夜型岩石或硬度较高的月表,气力逾越机械人设计限度,钻取没法进行,这时刻候将更多依托于表取。
对话肖龙传授
在2千克月壤样本中
或许能找到来自地球的陨石
记者:作为研究行星的科学家,您初次接触月壤是甚么时刻?它和地球上的土壤有甚么分歧?
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肖龙:2008年,我在美国亚利桑那州立大年夜学做会见学者时,列入了本地一个宝石展销会,会上有各类希奇石头,我第一次见到了月球陨石。本身掏腰包,我买了一块小薄片,0.1克月球陨石。随后研究发现,这块小石片外面有烧黑的熔壳,有包孕月球上的非凡的元素和同位素,甚至可以测假寓地春秋(在地球上待了多少年),完全可以一定它来自月球。当时颠末历程这个0.1克月球陨石,我进行了研究,也颁发了论文,与地球土壤的区分首假如微量元素和氧同位素不一样。
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“这是地球上找到的一块陨石,然则它来自月球。”肖龙传授手拿一块薄石片说。
记者:在中学教材上有一篇课文,说到月球的起源,月球事实是地球的老婆、姐妹照样女儿?颠末历程2千克月壤样本可不成以判定出来这类关系?
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肖龙:月球有良多地球的基因,大年夜部分科学家都认为月球是地球的女儿。月球构成于地球的大年夜碰撞中。在约46亿年前,地球正在构成之际,遭到其他天体的碰撞,碰撞致使的大年夜量地球碎块抛向太空,并环绕地球扭转,究竟这些碎块逐渐构成了月球。假如说地球的春秋是46亿年,那末月球的春秋就稍微晚一点,所以说月球是地球的女儿。
嫦娥五号带回来的2千克月壤样本可让我们获得更多的同位素构成,但很难从中找到月球是地球女儿的直接证据。理论上,地球上有来自月球的石头,月球上有来自地球的石头,但今朝月球上还没有找到来自地球的陨石,或许在2千克月壤样本中能找到来自地球的陨石。
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记者:此前,美国和前苏联已从月球带回大年夜量月壤做研究,此次中国从月球取2千克的月壤在科研上价值何在?
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肖龙:此次我们在月球上的采样点与美国和前苏联的都不一样,他们采过的处所我们不去。此次嫦娥五号预选着陆区位于月球正面风暴洋北部月海一个月球火山口周围。
之所以选择这个处所,是由于美国颠末历程阿波罗飞船带回的月壤研究发现,这些月壤都是31亿年前构成的,由此他们认为31亿年前月球就“死”了,月球是个“死”行星。
月球火山口周围的月壤更复杂,科研价值更大年夜。颠末历程对月球外面图象的研究,时候越久其外面遭陨石的撞击越多,反之越少,这就是“撞击坑统计定年法”。根据此法,在月海中的火山岩应当晚于20亿年前,在10亿到20亿年间。若这类推算成立,则证实月球20亿前还有“朝气”,而不是30亿前月球就“死”了。这类揣摸是从月球遥感而来的,但缺少来自月表的证据,假若2千克的月壤样品能证实这一点,科学家可以从头思虑月球演化的汗青。
2千克的月壤样品还可以进一步验证“撞击坑统计定年法”的靠得住性。从这一角度讲,在月海中取土2千克的价值是相昔时夜的。
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记者:月球取土工程的平安性、靠得住性若何保障,若失落败有没有备选方案?
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肖龙:嫦娥五号探测器将在月球正面最大年夜的月海风暴洋北部吕姆克山脉周围着陆。工程方面,主要考虑地形、地貌、坡度、光照和通讯前提等身分。科学方面,着陆点要阔别以往着陆采样区,以获得与以往不一样的样品,能答复以往没有解决的科学问题。吕姆克山东部区域,有月球上最年青的火山岩,这里的样品研究意义很大年夜。
月球取土接纳的是全历程无人操作,完全依托于传感器的反馈进行操作,也有失落败的可能。如着陆点的小环境不好,钻头在钻进历程当中碰着较量坚硬的岩石,致使没法钻进;月表月壤较量紧实,致使抓取月壤坚苦……这些都有可能产生。
然则,我们进行了10年的月球取土的模拟尝试,不管是着陆区地质地貌地图,照样钻探机械设备的模拟取土尝试,都作了深切研究,月球取土成功是有很大年夜掌控的。
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记者:嫦娥五号带着月壤样本返回地球后,您有没有可能获得部分月壤样本进行研究?将来还有新的研究标的目标吗?
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肖龙:嫦娥五号取到样本回来今后,我们会积极申请获得月壤样本,用中国人本身收集的月球样本进行研究,不再受限于其他一些国度的制约。对我们国度来讲,这是行星科学成长的一个机缘,也是中国供献世界的一个很主要的方面。
我和我的团队已着手于火星土壤和岩石的研究。将来,我们希望为中国的火星索求供献本身的气力。
我们的征途是星斗大年夜海