NASA开封了尘封已久的阿波罗号任务月球样本

原标题:NASA开封了尘封已久的阿波罗号任务月球样本

美国国家航空航天局(NASA)的科学家们开封了由阿波罗17号带回地球的一份原始月球岩石和土壤样本,这标志着40多年来阿波罗时代的原始岩石和风化层样本首次被开封。这为科学家们练习相关技术以研究未来在阿尔特弥斯号任务中收集的样本奠定了基础。

该样本于11月5日在NASA位于休斯顿的约翰逊航天中心的月球实验室被开封,样本由阿波罗17号宇航员吉恩•瑟曼(Gene Cernan)和杰克•施密特(Jack Schmitt)在月球表面凿入了4厘米宽的样品管而收集,另外一份样本将于明年一月份被开封。该样本是NASA阿波罗下一代样本分析(Apollo Next-Generation Sample Analysis,ANGSA)计划的一部分,该计划利用先进技术通过使用样本最初返回地球时不可用的工具来研究阿波罗号任务月球样本。

NASA华盛顿总部的ANGSA计划科学家萨拉•诺布尔(Sarah Noble)博士表示“如今,我们能够进行在阿波罗计划的那些年无法进行的测量。对这些样本的分析将最大限度地提高阿波罗计划的科学收益,也使新一代科学家和管理者们能够改进他们的技术,并帮助未来的探险家们为21世纪20年代及以后的登月任务做好准备。”

图中从左至右分别是阿波罗样品处理员安德里亚•莫西(Andrea Mosie),查理斯•克里舍(Charis Krysher)和朱利安•格罗斯(Juliane Gross),她们在NASA位于休斯敦的约翰逊航天中心开封了73002号月球样本。自近50年前被阿波罗号宇航员从月球表面收集并带回地球以来,该样品管中的月球岩石从未被动过,一直维持在原样。

版权:NASA /詹姆斯•布莱尔(James Blair)

阿波罗17号宇航员吉恩•塞尔南(Gene Cernan)准备采集73001号和73002号样本。

版权:NASA

自阿波罗时代以来,所有被带回地球的样本都被小心翼翼地保存在实验室里,以留存给子孙后代。其中大多数样本都经过了详细研究,许多样本仍在进行研究中。然而,NASA还决定保留一些样本不动,作为对未来的投资,以便这些样本能够在技术发展过程中使用更先进的技术堆其进行分析。这些样本包括在其原始容器中保持密封的样本,以及一些在特殊条件下储存的样本,所有这些样本都打算使用比阿波罗计划期间更先进的分析技术来进行开封和分析。

未开封的阿波罗号任务月球样本是在阿波罗15号、16号和17号任务中采集的。其中两个在阿波罗17号任务期间采集的样本,即73002号样本和73001号样本,将被作为ANGSA的一部分进行研究。无损三维成像、质谱分析和超高分辨率显微切片法等先进的技术将使这些样本的协调研究达到前所未有的规模。

73002号和73001号样本是一块两英尺长的风化层(岩石和土壤)中“凿入样品管”(drive tube)的一部分,收集自阿波罗17号站点Lara陨石坑附近的滑坡沉积物。这些样本保存了月球土壤中的垂直分层、关于月球等缺乏空气的天体上的滑坡信息以及被封存在月球风化层中挥发物的记录,甚至也可能保存了那些沿着“李-林肯陡坡”(Lee-Lincoln scarp,是阿波罗17号遗址上的一个断层)从月球上逃逸的挥发物。

NASA约翰逊航天中心天体物质管理员弗朗西斯•麦卡宾(Francis McCubbin)表示:“现在开封这些样本将使关于月球的新科学发现成为可能,也将使新一代科学家能够改进他们的技术以更好地研究阿尔特弥斯号宇航员带回的未来样本。在过去的50年里,我们的科学技术有了很大的进步,科学家有机会通过以前无法实现的方式来分析这些样本。”

两个样本,两个过程

73002号样本自带回地球以来一直未被开封,但也未在真空状态下保持密封。该样本是于11月5日从其容器中被取出的第一份样本。约翰逊航天中心的样品处理员将在接下来的几个月里对样本进行处理,并将部分样本分发给ANGSA科学团队进行分析。

73002号样本的底部扫描是于1974年由NASA利用X光技术拍摄的。上图中的X射线计算机显微断层扫描成像(X-Ray Computed Microtomography)是于2019年在德克萨斯大学奥斯汀分校拍摄的。这是技术发展使新一代技术能够在阿波罗号任务月球样本上进行新的科学研究的例子之一。

为了帮助开封样本,研究人员使用在德克萨斯大学奥斯汀分校进行的X射线计算机显微断层扫描成像(X-Ray Computed Microtomography)来记录了管内风化层的高分辨率3D图像。这种成像技术可以帮助样本处理员制定策略以取出样本进行剖析并分发给研究团队,同时也帮助科学家们在打开容器之前了解样本的结构。此外,还将保护脆弱的土壤成分在开封和处理过程中不受损害,并提供矿物粒和被称为小岩石(rocklets)较小的样本的详细图像。

在X射线扫描后,样本被充有超纯干燥氮气的手套盒里专用工具从试管中取出,然后再被细分成四分之一英寸的片段,以便科学家了解沿着岩芯样本长度观察到的变化。这是25年来NASA第一次处理这样的凿入样品管,管理科学家们在过去的几个月里一直在努力练习这个过程。

即将开封73002号样本的月球样品处理员查理斯•克里舍(Charis Krysher)表示:“我是听着阿波罗号的故事长大的,这些故事激励了我从事太空事业,如今我拥有了这样的机会,可以对使下一次登月任务成为可能的研究做出贡献。能够成为一个自采集于月球以来从未被打开过的样本的开封者中的一员,是一种荣誉也是一项沉重的责任,我们正在触摸历史。”

73001号样本在月球上被密封于一个特殊的岩芯样本真空容器中,然后被放置于另一个真空容器内再被密封保存在地球上,该样本将于2020年初开封。一旦科学家们对和样本本身一起收集到的月球气体制定好了详细的气体收集计划,该样本就会被开封。一旦取出,该样本将被放入手套盒中进行处理,并与ANGSA研究中选择的科学团队共享。

阿尔特弥斯代

阿尔特弥斯计划宇航员对月球的探索将能够利用月球的资源,包括可以用来制造火箭燃料或呼吸用氧气的水冰。研究这些未开封的样本可能会让科学家们深入了解月球极地冰沉积物的起源,以及未来探索的其他潜在资源。科学家们还将更好地了解阿波罗号任务工具的工作原理,这将有助于为未来的月球任务设计工具。

ANGSA的科学联合首席查尔斯•希勒(Charles Shearer)表示:“这些样本的发现将为NASA提供关于月球的新见解,包括月球表面的撞击史、月球表面如何发生滑坡、以及月球地壳如何随时间演变。这项研究将帮助NASA更好地了解挥发性储层是如何在月球和其他行星上发展、进化和相互作用的。”

NASA于2019年11月5日在位于休斯敦的约翰逊航天中心开封了一个未被打开过的的阿波罗号任务月球样本。一组科学家从试管中提取了岩心物质,并将很快把样本送往全国各地的其他研究小组进行研究。该样本是计划于未来几个月内开封的两套样本中的第一套。现在研究这些岩石将有助于新一代科学家通过阿尔特弥斯计划更好地了解月球。

版权:NASA /詹姆斯•布莱尔(James Blair)

在对这些未被打开过的阿波罗号任务月球样本进行初步检测期间,几代科学家、工程师和管理者将共同研究这些标本。在有长期NASA工作经验的团队成员中有一些是最初研究阿波罗号任务月球样本的团队成员,他们将与年轻的团队成员一起工作,这是过去和现在几代月球探索者之间真正的合作。Schmitt是阿波罗号宇航员和阿波罗17号登月舱飞行员中唯一的地质学家,他收集了73002号样本,并积极参与了研究小组。

Shearer表示:“这为阿波罗计划的第一代月球探索者和从阿尔特弥斯开始探索月球及更远地方的未来几代人之间提供了重要的联系。”

自从收集了这些样本以来,NASA一直在通过月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)等任务研究地球的近邻,现在有了关于月球表面、环境和组成的惊人数量的数据。根据阿尔特弥斯计划,NASA将于2024年宇航员登陆月球表面之前发送一套新的科学仪器和技术示范来研究月球,并于2028年在月球上建立持续的存在。NASA将在其过去的基础上,利用其阿尔特弥斯的经验,为下一次巨大的飞跃做准备 - 将宇航员送上火星。

NASA的科学家们开封了月球样本,这些样本自近50年前阿波罗号宇航员从月球收集以来,一直未被动过。11月5日(周二)开封的样本将将使我们对月球的了解有新的认识,并帮助重新点燃阿尔特弥斯计划下人类在月球表面的探索。

版权:戴夫•伊迪(Dave Edey)和罗米•汉娜(Romy Hanna)。UTCT, Jackson地球科学学院,德克萨斯大学奥斯汀分校。

来源:

https://www.nasa.gov/feature/nasa-opens-previously-unopened-apollo-sample-ahead-of-artemis-missions返回搜狐,查看更多

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