漲知識(shí)｜嫦娥五號(hào)從月球挖回的“土”如何存儲(chǔ)、分配與研究？
12月17日1時(shí)59分，嫦娥五號(hào)返回器攜帶2公斤月球樣品在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸，標(biāo)志著我國(guó)首次地外天體采樣返回任務(wù)圓滿完成。
對(duì)于地面應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，月球樣品的科研工作才剛剛開(kāi)始。這些彌足珍貴的月球樣品將如何存儲(chǔ)、管理、分配與研究，我國(guó)將如何開(kāi)展國(guó)際合作？上世紀(jì)70年代，美國(guó)曾送給我國(guó)1克月球樣品作為“國(guó)禮”，如今我國(guó)是否也會(huì)把月球樣品分享給NASA？
12月17日，國(guó)家航天局副局長(zhǎng)吳艷華表示，中國(guó)政府愿意與各國(guó)志同道合的機(jī)構(gòu)和科學(xué)家共享月球樣品、有關(guān)探測(cè)數(shù)據(jù)，以進(jìn)行科學(xué)分析?！拔覀?cè)敢庠谄降然ダ⒑推嚼?、合作共贏原則基礎(chǔ)上，同美方無(wú)論是政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位，還是科學(xué)家、工程師開(kāi)展真誠(chéng)友好的合作?！?tr>
中國(guó)國(guó)家航天局探月與航天工程中心副主任、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇同樣表示，“我們沒(méi)有提出國(guó)別限制，鼓勵(lì)科學(xué)家進(jìn)行樣品的研究合作?！?/p>
作為“國(guó)禮”的1克月壤
時(shí)隔44年，人類(lèi)再次從月球帶回月壤。
1969年7月至1972年12月，美國(guó)阿波羅11號(hào)到阿波羅17號(hào)載人飛船實(shí)施了7次載人登月任務(wù)，除阿波羅13號(hào)因發(fā)生故障中途返回，其余6艘飛船皆完成登月，成功將12名航天員送上月球，帶回的月壤和月巖樣品總計(jì)約381.7千克。
1970年9月12日，蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一個(gè)無(wú)人月球采樣返回探測(cè)器“月球16號(hào)”，并從月球豐饒海取回了一塊101克的小樣本。此后1972年發(fā)射的“月球20號(hào)”和1976年發(fā)射的“月球24號(hào)”又分別從月球取回55克和170克月球樣品。
而人類(lèi)登月采樣計(jì)劃也自此沉寂，人類(lèi)已經(jīng)44年沒(méi)有從月球“挖土”回地球了。這一次中國(guó)的2公斤樣品尤其珍貴。
11月24日凌晨4時(shí)30分，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭從中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)送嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器升空。當(dāng)天，NASA就在社交媒體上表示，“隨著嫦娥五號(hào)的發(fā)射，中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始努力和美國(guó)、前蘇聯(lián)一同獲取月球樣本。我們希望中國(guó)能與全球科學(xué)界分享其數(shù)據(jù)，以加強(qiáng)我們對(duì)月球的了解，就像我們阿波羅計(jì)劃所做的以及阿耳忒彌斯計(jì)劃會(huì)做的那樣?！?/p>
上世紀(jì)70年代，美國(guó)曾送給我國(guó)1克月球樣品。1978年中美正式建交前夕，美國(guó)時(shí)任總統(tǒng)卡特的安全事務(wù)顧問(wèn)布熱津斯基在訪問(wèn)中國(guó)時(shí)，向中國(guó)贈(zèng)送了1克月球土壤作為“國(guó)禮”。
我國(guó)將這份月壤一分為二，其中0.5克用于試驗(yàn)，還有0.5克收藏在北京天文館。通過(guò)對(duì)這半克樣品的研究，我國(guó)科學(xué)家發(fā)表了多篇科研文章。
中國(guó)愿與各國(guó)志同道合的機(jī)構(gòu)和科學(xué)家共享
如今，我國(guó)從月球取回來(lái)的這大約2公斤月球樣品將如何存儲(chǔ)、管理、分配與研究？我國(guó)又將如何開(kāi)展國(guó)際合作，是否也會(huì)分享給NASA？
國(guó)家航天局副局長(zhǎng)吳艷華表示，從月球采樣回來(lái)樣品用途包括三類(lèi)，最主要的目的是為了進(jìn)行科學(xué)研究，另外有一部分樣品也會(huì)入藏國(guó)家博物館，向公眾展示。
此外，依據(jù)國(guó)際合作的公約和多邊雙邊的合作協(xié)議，我國(guó)將發(fā)布月球樣品和數(shù)據(jù)管理辦法，與有關(guān)國(guó)家和世界的科學(xué)家共享。當(dāng)然也有一部分樣品會(huì)按照國(guó)際慣例，或作為國(guó)禮相送。
至于是否會(huì)把月球樣品分享給NASA，吳艷華說(shuō)，中國(guó)政府愿意與各國(guó)志同道合的機(jī)構(gòu)和科學(xué)家共享月球樣品、有關(guān)探測(cè)數(shù)據(jù)，以進(jìn)行科學(xué)分析?！拔覀?cè)敢庠谄降然ダ?、和平利用、合作共贏原則基礎(chǔ)上，同美方無(wú)論是政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位，還是科學(xué)家、工程師開(kāi)展真誠(chéng)友好的合作。”
“不過(guò)遺憾的是，2011年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了 ‘沃爾夫條款’，限制美國(guó)NASA、國(guó)務(wù)院科學(xué)委員會(huì)等官方機(jī)構(gòu)與中國(guó)航天往來(lái)合作。”吳艷華表示，能不能合作還要看美國(guó)政府的政策。
中國(guó)國(guó)家航天局探月與航天工程中心副主任、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師、嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇表示，從科學(xué)研究的角度講，將制定一個(gè)樣品管理辦法，對(duì)樣品如何管理、分配使用會(huì)做出具體規(guī)定。
“樣品是科學(xué)研究重要的基礎(chǔ)物質(zhì)，一方面我們會(huì)組織國(guó)內(nèi)科學(xué)家對(duì)樣品進(jìn)行研究，同時(shí)管理辦法中也提出積極開(kāi)展樣品研究的國(guó)際合作，我們也歡迎國(guó)外科學(xué)家來(lái)開(kāi)展樣品研究。”裴照宇說(shuō)，樣品管理辦法中提到，要成立一個(gè)科學(xué)家委員會(huì)，向國(guó)際征集樣品研究的方案、建議，通過(guò)科學(xué)家委員會(huì)對(duì)這些建議進(jìn)行評(píng)估，認(rèn)為哪些建議有科學(xué)價(jià)值，樣品使用合理，樣品的管理有序可靠。
裴照宇表示，我國(guó)將通過(guò)這種方式來(lái)決定提供哪些樣品，從事哪些研究。“我們沒(méi)有提出國(guó)別限制，鼓勵(lì)科學(xué)家進(jìn)行樣品的研究合作?！?/p>
解封、分樣、測(cè)試、建檔
嫦娥五號(hào)是我國(guó)首次進(jìn)行月面自動(dòng)采樣返回的任務(wù)，從月球帶回來(lái)的樣品十分珍貴。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師李春來(lái)表示，絕大部分樣品會(huì)用于科研，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行長(zhǎng)期系統(tǒng)研究，包括其結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理特性、化學(xué)成份、同位素組成、礦物特點(diǎn)和地質(zhì)演化方面，希望能夠深化在月球起源、演化方面的認(rèn)識(shí)。
位于中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的月球樣品實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著一項(xiàng)重要使命，就是月球樣品的存儲(chǔ)、管理和研究。拿到月球樣品這份“太空快遞”后要如何處理？裴照宇說(shuō)，首先要解封，樣品容器是在真空狀態(tài)下進(jìn)行封裝的，進(jìn)入地球之后，要在地球的環(huán)境下操作，不同于一般的罐子開(kāi)封。解封之后要對(duì)樣品進(jìn)行分樣，進(jìn)行基本特性、物理化學(xué)特性測(cè)試。然后要進(jìn)行樣品登記，給每一份樣品建立檔案。
由于月球上是幾乎真空的狀態(tài)，和地球上存在很大的壓差，安全解封就成了擺在科研團(tuán)隊(duì)面前的首個(gè)難題?！拔覀兺ㄟ^(guò)不斷的技術(shù)和驗(yàn)證，最終設(shè)計(jì)了一套方案，在真空條件下獨(dú)立進(jìn)行罐子的解封，在解封完之后我們?cè)侔褬悠忿D(zhuǎn)移到氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。” 探月工程三期地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張廣良說(shuō)。
月球土壤樣品是粉末狀的，很容易受到地球物質(zhì)的污染，因此科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)潔凈室的條件，最大限度減少地球顆粒物質(zhì)對(duì)樣品的污染。
根據(jù)采樣方式和樣品使用的不同，此次采集回來(lái)的樣品會(huì)分為鉆取樣品臨時(shí)存儲(chǔ)、表取樣品臨時(shí)存儲(chǔ)、鉆取樣品永久存儲(chǔ)和表取樣品永久存儲(chǔ)四大類(lèi)。
探月工程三期地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師周琴表示，首先考慮盡量采用一些無(wú)損的分析方法，例如在顯微鏡下的光學(xué)特征觀察、實(shí)驗(yàn)室的光譜測(cè)量等，盡量減少地球環(huán)境對(duì)月球樣品的影響。“我們還會(huì)做一些有損的化學(xué)成分分析，當(dāng)然這些分析我們都要進(jìn)行全面綜合的考慮，盡量以最小的樣品用量獲得更多的有用信息。 ”
澎湃新聞?dòng)浾?張靜