我们应该开启一些密封的月球样本吗?

现在可能是研究阿波罗任务中未检查过的月球物质的最佳时机

美国宇航局月球接收实验室中,1971年阿波罗15号宇航员收集的绿色月球土壤装满了样本容器。其中一些阿波罗时代的样本被密封并留作未来研究之用,可能很快将被重新开启。

在1969年至1972年间,阿波罗宇航员总共带回地球九个在月球表面密封的月球物质容器。

其中两个较大的密封样本是由阿波罗17号登月者于1972年12月收集的。来自阿波罗15号、16号和17号的三个密封样本仍未开启。

几位重要的月球研究人员认为,现在是考虑开启至少一个仍处于密封状态的样本容器的合适时机。[美国宇航局17次阿波罗登月任务图片倒计时]


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保护、保存和处理

阿波罗地质样本——受到物理保护、环境保存和科学处理的标本——的家是月球样本实验室设施,这是位于美国宇航局约翰逊航天中心(JSC)在休斯顿的特殊建筑。

阿波罗收集品包括来自月球表面的月球岩石、岩芯样本、卵石、沙子和尘埃。感谢六次阿波罗着陆探险,从月球上六个不同的探测地点带回了2200个独立的样本。

返回的月球样本表明,它们是不断给予的礼物。例如,最近通过对阿波罗15号和阿波罗17号任务带回地球的玄武岩玻璃进行灵敏的质谱分析,检测到来自月球内部的水

谨慎的计划

美国宇航局的阿波罗样本管理员兼休斯顿天体材料采集和管理办公室经理瑞安·齐格勒说:“样本被有意保存下来,以便在技术和仪器进步到我们能够最大限度地提高这些独特样本的科学回报时进行研究。”

齐格勒告诉Space.com,但此类调查需要由一个由在处理和分析月球样本方面具有经验的专家组成的联盟进行仔细的计划和执行。

齐格勒说:“鉴于最近人们对月球,特别是对月球风化层中挥发性物质预算的重新兴趣,这些密封样本可能包含对未来月球任务的设计至关重要的信息。”

“挥发物”是沸点相对较低的物质——例如水、氢气和甲烷等物质。科学家强调,了解月球挥发物可以提高未来人类参与月球的生产力和价值。

新的见解

齐格勒并不是唯一一位希望开启一些剩余阿波罗样本的研究人员。新墨西哥大学陨石学研究所地球与行星科学系的查尔斯·希勒和圣母大学土木与环境工程与地球科学系的克莱夫·尼尔也加入了他的倡导行列。

他们将在本月晚些时候在第49届月球与行星科学会议上阐述他们的观点,该会议由位于休斯顿的月球与行星研究所(大学空间研究协会的一个分支机构)组织。会议将于3月19日至3月23日在德克萨斯州伍德兰兹举行。

尼尔告诉Space.com:“鉴于现在对月球挥发性物质故事的新强调,拥有这些未开启的样本,除了产生新的月球科学见解外,还将使我们能够规划挥发性月球样本的采样、返回和分析。”“因此,以联盟方式分析这些和类似的样本是唯一可行的方法。”

原始且未经研究

阿波罗的一组未开启样本包含原始且未经研究的月球物质。此外,鉴于未开启的月球样本容器中的总样本质量超过了未来机器人任务预计返回的质量,因此每个未开启的样本都应被视为一项独立的月球任务,月球专家们认为。

例如,研究人员指出了阿波罗17号样本 collection 中的“未开启的宝藏”。

1972年12月的阿波罗17号任务是一项“J 型”任务。这意味着它能够在月球上停留更长时间,并通过轮式车辆实现更大的表面移动性。探险队成员哈里森·“杰克”·施密特和尤金·塞尔南总共行驶了23英里(36.9公里)。

多亏了他们的月球车,这两位月球伙伴在金牛座-利特罗山谷的广阔区域收集了样本。阿波罗17号任务返回了244磅(110.5公斤)各种类型的样本。这约占阿波罗计划返回的总样本质量的30%,阿波罗计划总共增加了840磅(381公斤)。[阿波罗17号:美国宇航局最后一次阿波罗登月任务图片集]

密封状态

但这里有一个小问题。

未开启的容器从外观上看似乎是密封的。然而,人们怀疑这些容器是否仍然保持着月球上存在的真空水平。预计这些容器会保持较为适度的真空,并且样本尚未与地球大气接触。

底线是,在容器开启之前,没有人能确定密封状态。

一方面,阿波罗计划期间使用的容器是对保存月球风化层许多特征的合理尝试。但更重要的是,这些类型的样本容纳概念不仅有望在未来人类登月任务中使用,而且可能适用于机器人登月任务和其他行星天体任务。

齐格勒和他的同事们认为,假设分析技术在未来将继续改进,科学目标将随着更多的观测和数据而改变是明智的。

希勒、尼尔和齐格勒在一篇论文中写道:“因此,我们主张开启一个样本容器,并将剩余的两个样本留给未来几代的月球科学家。”他们计划在即将召开的会议上提交这篇论文。

个人笔记

约翰逊航天中心前天体材料管理员卡尔顿·艾伦说,在过去的十年里,人们对为什么要以及如何研究未开启的月球样本进行了认真的思考。他也支持现在开启阿波罗样本 collection 之一,并给出了以下原因

技术:现有技术可以在开启前检查密封样本,并以最小的地球污染开启它们。

微量分析:我们可以以所需的精度和准确度分析痕量气体和挥发物,以解决月球科学中的基本问题,例如从月球返回的火山玻璃中的痕量水。

月球科学:我们了解了新探索时代之前月球知识中许多剩余的空白,以及解决这些空白所需的精度/准确度,例如在一定位置和温度范围内近地表水和冰的存在和历史。

最后,艾伦说,还有一个个人笔记。

艾伦说:“一些收集这些样本的宇航员、开启和记录岩芯管的技术人员以及研究样本的科学家,从阿波罗时代一直到现在,仍然和我们在一起,并在专业领域活跃着。”“我们不应忽视这些不可替代的人力资源。”

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