王世杰 曾小家
通過(guò)望遠(yuǎn)鏡可以清晰地發(fā)現(xiàn)月球表面具有“黑白分明”的特征,淺色的區(qū)域是反射率較高的月球高地,主要為斜長(zhǎng)巖,而暗色的區(qū)域則為反射率相對(duì)較低月海區(qū)域,主要分布著玄武巖。月球高地占了月殼的大部分面積(~75 %),是月球分異演化過(guò)程最先形成的殼層,年齡較為古老,大約是43至45億年前形成的巖石,代表月球巖漿洋最先結(jié)晶上浮的巖石。月海玄武巖是月球早期分異過(guò)程形的月幔堆積物通過(guò)重新熔融的產(chǎn)物,占了月球表面~15 %的面積,年齡相對(duì)較為年輕。
月球樣品是人類可直接用于實(shí)驗(yàn)室分析研究的珍貴物質(zhì),科學(xué)家們可以在地球上利用先進(jìn)的分析設(shè)備對(duì)月球巖石開展分析研究,可以幫助我們了解月球的起源、巖石類型、圈層結(jié)構(gòu)、形成年齡、演化歷史、地質(zhì)活動(dòng)、元素含量等方面的信息。目前,月球巖石的獲取途徑主要包括:載人登月返回樣品(如: 美國(guó)Apollo計(jì)劃)、無(wú)人返回樣品(如: 前蘇聯(lián)Luna任務(wù)和中國(guó)嫦娥五號(hào))和降落在地球上的月球隕石。
Apollo采樣:上世紀(jì)60、70年代,美國(guó)NASA成功實(shí)施了6次Apollo登月采樣返回任務(wù),分別是Apollo 11、Apollo 12、Apollo 14、Apollo 15、Apollo 16和Apollo 17,一共采樣并返回了~380 kg月球樣品。限于當(dāng)時(shí)的通信水平及探測(cè)能力,所有載人登月的著陸點(diǎn)均分布在月球的正面區(qū)域,Apollo 16是唯一著陸于月球正面高地的探測(cè)任務(wù),采集了月球高地的物質(zhì),其余5次任務(wù)均返回了月球正面不同區(qū)域玄武巖的樣本。
針對(duì)Apollo返回的樣品,西方月球科學(xué)家開展了大量的分析研究工作,使人類在月球起源、形成演化、圈層結(jié)構(gòu)、巖漿活動(dòng)、火山作用、巖石類型、撞擊歷史、月表空間作用過(guò)程等方面均獲得了空前的認(rèn)識(shí)。(編輯/高緯時(shí))
阿波羅計(jì)劃,又稱阿波羅任務(wù),是美國(guó)載人登月系列的偉大任務(wù),同時(shí)也是美國(guó)國(guó)家航空航天局執(zhí)行的迄今為止最龐大的月球探測(cè)計(jì)劃,研究領(lǐng)域涉及極其廣泛,包括月球重力、磁場(chǎng)、月震測(cè)量以及了解月球表面特性、物質(zhì)化學(xué)成份、光學(xué)特性等諸多方面,可以說(shuō)阿波羅任務(wù)讓人類重新認(rèn)識(shí)了月球!
據(jù)統(tǒng)計(jì),到目前為止,總共6次的阿波羅任務(wù)共收集了2196個(gè)樣本,重達(dá)382公斤,而這些樣本是在登月的短短幾天內(nèi)收集的!
和其他旅行者一樣,在月球上行走過(guò)的12名宇航員也小心翼翼地從旅途中帶回了紀(jì)念品。對(duì)他們來(lái)說(shuō),這是月球巖石,而且數(shù)量很多。而蘇聯(lián)執(zhí)行的登月任務(wù)也帶回了他們自己的樣本,但少得多,大約只有0.3公斤。
目前美國(guó)宇航局仍然保存著宇航員在阿波羅計(jì)劃中收集的約85%的月球巖石。阿波羅號(hào)收集的2196個(gè)樣本,美國(guó)宇航局已經(jīng)把它們分成了14萬(wàn)份,其中有6個(gè)樣品甚至更特別,因?yàn)樗鼈冊(cè)谠虑蛏媳幻芊夂髲奈幢淮蜷_過(guò)。
但是它們很多收藏品仍保存在美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)位于休斯頓約翰遜航天中心(Johnson Space Center)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里。該設(shè)施不僅是阿波羅巖石的家園,而且是來(lái)自隕石、彗星、宇宙塵埃和太陽(yáng)風(fēng)的數(shù)千個(gè)樣本的家園。
在任何時(shí)候,這些樣本的一部分都會(huì)被借給博物館公開展出,科學(xué)家也會(huì)用此研究項(xiàng)目。偶爾,研究過(guò)程中涉及的過(guò)程會(huì)破壞巖石,但在大多數(shù)情況下,巖石會(huì)完整地循環(huán)進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室和存儲(chǔ)設(shè)施。
所有的天體物質(zhì)樣本都很特別,它們的壽命比從遙遠(yuǎn)的宇宙飛船傳回地球的測(cè)量數(shù)據(jù)要長(zhǎng)得多。