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【天眼独家】30毫克月壤来到贵阳要干嘛?专访中科院地化所专家

2021-07-15 21:03 热度:
7月12日,国家航天局探月与航天工程中心在北京举行了嫦娥五号任务第一批月球科研样品发放仪式,作为中国科学院在贵州省的唯一研究机构,中科院地球化学研究所获批1件月球科研样品:月壤粉末光片样,质量为30毫克。

7月15日上午,记者来到中国科学院地化所,专访到中科院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室研究员杜蔚。

中科院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室研究员杜蔚

筹备半年时间,终于盼来月壤粉末光片样品

“回想起拿到月壤的那一刻,现在心情还是很激动。”杜蔚告诉记者,7月11日晚上,她与助理研究员杨晶和博士后庞润连从贵阳出发前往北京,由于受到天气影响,次日的凌晨三点抵达目的地,却丝毫没有感到疲惫,内心兴奋不止。

杜蔚在出席了此次样品发放仪式后,于7月13日下午将获批的样品带回贵阳。

时间向前推移到 2020年12月17日,嫦娥五号降落在内蒙古四子王旗,并携带1731克月壤样品珍贵月壤,早在那时,中科院地球化学研究所的专家团队就开始着手筹备嫦娥五号月壤的申请工作。

月壤样本的申请工作并不简单,团队在确定嫦娥五号着陆月球的具体位置,还要了解清楚着陆点的地质背景后才能开展具体筹备工作。

在中国科学院国家空间科学中心公布了44份样品信息后,专家团队便梳理申请方案,需要哪一份样品?如何开展研究工作?月壤样品的后续使用需要哪些实验条件才能达到?目前的实验环境该如何改造才能更好地维护月壤?一连串的问题涌了上来。

“我们提出的科学问题和研究方向,需要选取的月壤样品才能解决,还要经过专家团队严格的评审后,才能有机会得到样品。” 杜蔚告诉记者,这次提出的科学问题是月壤的形成和后期经历的改造过程,也就是月壤的前生今世,她们团队将主要关注撞击过程对月壤的改造。

申请方案从今年3月份开始筹备,最终确定了当前研究的科学问题与所需月壤样品完全吻合后,5月份正式提交申请,6月10日进行答辩,一周前得到通知:月壤样品申请通过了!

杜蔚表示,申请通过的同时,也代表着中科院地化所月球研究团队所提出的科学问题也得到了认可。

30毫克月壤粉末光片样品已进入中科院地化所实验室

双束扫描电镜实验室内,正在对月壤进行分析

上午11点,记者来到中科院地化所月球与行星科学研究中心的双束扫描电镜实验室,见到月壤粉末光片样已经进入聚焦离子束仪器内,一旁的电脑显示器上呈现出放大4000倍的月壤颗粒显示图,杨晶和庞润连正在对月壤进行分析。

月壤进入实验室要如何利用?

杜蔚表示,第一步先进行提取和分析。

30毫克的月壤由18000个颗粒组成,颗粒的平均粒径只有50微米左右,之后还要通过聚焦离子束仪器,切割成1到2微米的厚度进行更详细的分析。

1到2微米有多厚?记者不禁发问。

杜蔚说,人的头发是40微米,大概是头发的二十分之一,这样的切割方式才能看得清楚颗粒内部由于撞击引起的变化,而这些分析对月壤样品的损耗是微乎其微的。

一粒月壤,在中科院地化所专家团队的手中,如同一枚探案的重要线索,通过对18000个月壤颗粒的提取和分析,具体围绕嫦娥五号月壤样品记录的月表撞击改造过程进行研究,再进行“冲击波实验”,从而解答月壤中的撞击溅射物蕴含了采样区域溅射物组成、撞击时间、撞击改造、熔融等过程信息等科学问题。

月壤粉末光片样品申请使用周期为一年时间,在提取月壤的具体信息后,后续还要模拟月壤进行更多的研究和实验。

记者了解到,此次全国共有13家科研机构和高校的31份申请经审核获得通过,对应21个样品,共17.4764克。其中,光片样6个157.6毫克,岩屑样13个868.8毫克,粉末样2个16.45克。评审通过的样品申请数占全部申请的36.5%,这标志着嫦娥五号样品的科学研究正式启动。

在此之前,中科院地化所的月球研究工作多以模拟月壤和月球陨石作为研究样本,由于不能精确地了解到陨石来源于月球的哪个区域,给科研工作带来了一定的局限性。

“航天技术的发展,也推动了行星科学的发展,这次拿到我国首次采集的月壤样本,也让我们的科研工作有了更准确的研究目标。”杜蔚表示,希望月壤样品的研究能够培养更多的年轻人才一起加入行星科学的队伍中来。

贵州日报天眼新闻记者 彭妲

编辑 章虹
编审 干江东 张传保

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