嫦娥五号月球取样是我国迄今为止最复杂的航天探测任务之一,就像是我国科学家所说的那样,原本我们可以选择更简单的月球取样方式,像苏联时期一样,可以减少交会对接以及多次变轨的步骤,直接月面起飞返回地球。
但是我们却选择了最复杂的方式,其实主要也是为了验证关键性的技术,为以后的载人登月打下基础。
嫦娥五号整个探月历经23天,11月24日地球上成功发射,12月17日嫦娥五号着陆器成功着陆在我国内蒙古自治区四子王旗着陆场。返回去带回了1731克月球样本,我国首次进行地外天体样本采集、储存和分析研究工作,重要的是这个样本是我们靠着自己的技术采集回来的。
但大家可能注意到了,嫦娥五号的预计采样重量是2公斤,而实际上采集的月球样本大约是1731克。就是因为这将近269克的差异,在网上又掀起了一股阴谋论。
有些朋友认为美国曾经赠送给我们的1克月球样本是假的,这才导致科学家对月球土壤的密度有了错误的估计,从而导致样本容器不足以盛装2公斤的月球样本。
这样的说法貌似挺符合逻辑的,当盛装月壤的体积不变,而密度变小的时候,那么最终的重量自然也就小了。这样的说法自然而然就引出了美国载人登月造假的问题,看起来顺理成章,但实则就是阴谋论骗流量的。
上个世纪中美关系缓和,美国赠送给我国1克载人登月时采集的月球样本,其中的0.5克被放置在北京天文馆收藏展示,另外的0.5克由我国科学家进行科学研究。就是通过这0.5克的月球样本,欧阳自远团队发表了数十篇高水平论文,甚至还推断出这1克月球样本是阿波罗17号任务期间采集的样本。
要知道这是官方认可的,当然你如果比科学家还要专业,那就听你的。再者美国赠送给我们的1克月球样本是月岩而非月壤,这是有本质区别的。
其实在网上我还看到有答主从另外的角度来回答网友的疑问,因为我国嫦娥五号在月球上着陆点是风暴洋西北处吕姆克山附近,此前任何国家都没有在这个区域附近采集过月球样本。美国的六次载人登月和我国的嫦娥五号月球取样位置如下图。
不同区域的月壤自然会有少许的差别,即使在地球上还有和土地和黄土地的差别哪!
》但事实上真的跟月壤密度有关系吗?
实际上此次我国嫦娥五号采集到1731克月球样本,比预计的少了269克跟月球土壤的密度关系并不大,主要是因为实际采样过程中发生了可预见、有先例的障碍,导致没有按照预计的采样过程执行。
嫦娥五号在月面上采集样本只有2天的时间,因为要避开月球上昼夜的极端温度。采集的2公斤月壤也有两个来源,首先是机械臂在月面上采集月壤填充在月壤容器中,这个过程大约会采集1.5公斤的样本。
第二种方式要在月面上进行钻探,同时为了科学研究需要,钻探采集的样本最好是保持着原样的分层结构,因此需要特殊的钻探。嫦娥五号的钻进结构如下,钻杆内部是柔性的取样袋,随着钻杆的深入,样本在钻杆中间的取样带封装。
那么样本采集的多少就没那么自由了,受到钻杆钻探深度的影响,原本计划钻探的2米深的位置,采集样本大约是500克左右。我国探月工程总师在媒体采访中表示,嫦娥五号的钻探取样仅仅为1米深左右,没有完成预计的2米深钻探取样,这也是采集样本少于2公斤的主要原因。
据他介绍,嫦娥五号在钻探的过程中遇到了坚硬的月岩,导致钻探无法继续深入。如果硬性钻探结果可能成功,但是科学家担忧这样采集的样本在柔性收集带中出现结节,无法彻底的装入容器,导致任务的失败。因此最后决定钻探到这里任务终止,美中不足就是少了269克月球样本。
类似的情况并非首次,科学家早都已经有了心理准备。上个世纪美国载人登月采集月球样本,苏联运用无人探测器月球上采集样本,都曾发生过类似的情况。例如苏联的月球16号就曾在钻探到一半的时候,月壤密度突然增高导致无法继续钻探,最后采集的样本减少。
而美国的阿波罗15号同样如此,钻探过程中也发生过卡钻杆的问题。但载人登月的优势就在于此,此处不行寻找下一出,无人探测器取样只能一钻到底了。我国嫦娥五号钻杆长度在2.5米,预计钻探深度在2米,但由于遇到了月岩,无法继续深钻,只停留在1米左右,这才是月球取样1731克比预计的2公斤少了269克的原因。
文/科学黑洞,图片来源网络侵删。