就像为后代密封的时间胶囊一样,阿波罗17号任务期间收集的最后一批未打开的阿波罗时代月球样本之一已经在休斯顿 NASA 约翰逊航天中心天体动力研究与探索科学部保管员的精心指导下打开。这一珍贵且保存完好的样本将成为了解地球最近的天体邻居——月球永久地质记录的一个狭窄窗口。

阿波罗17号的核心样本73001处理小组在位于休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心新打开的样本前。从左起,查理·克雷舍、安德烈·莫西、朱利安·格罗斯和瑞安·齐格勒。

在 NASA 返回月球获取更多样本之前——这此(取回的样本)是在该机构即将进行的阿尔忒弥斯任务期间的月球南极——阿波罗下一代样本分析计划            ( ANGSA )正在研究 NASA 保存在原始状态下的最后几个月球样本,等待有一天,科学家们可以用改进的科学技术方法来检测它们。

”我们有机会打开这个在真空状态下保存了50年的极其珍贵的样本,“位于华盛顿的美国国家航空航天局科学任务理事会副主任 Thomas Zurbuchen 说,“我们终于可以看到里面有什么宝藏。“

属于73001号样品的这一天终于到来了,它首先在月球上被真空密封,然后储存在约翰逊月球实验室氮净化处理柜中的第二个保护性外真空管中。早在1972年12月,宇航员 Eugene Cernan 和 Harrison“Jack”Schmitt 将圆柱形的样本收集设备或竖管放入月球金牛座-利特罗山谷的滑坡沉积物中,捕捉到供科学家研究的古代历史层。

1972年12月12日,阿波罗17号宇航员尤金·塞尔南(Eugene Cernan)准备在3号站采集样本73001和73002。

阿波罗17号核心样本73001的X射线计算机断层扫描图像,该样本是在德克萨斯大学奥斯汀分校拍摄的,他是阿波罗下一代样本分析团队的成员。

这是阿波罗17号月球核心样本73001从驱动管中取出的特写照片,这是自1972年12月阿波罗号宇航员在休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心收集该样本以来,首次被取出。

这个样品,73001,是双层竖管的下半部分。上层竖管样本73002是在一个正常的、未密封的容器中从月球返回的,该容器于2019年被打开。ANGSA 科学小组一直在研究它的小块岩石和土壤层,并渴望知道下半部有什么。

月岩样本73002在1974年和2019年x射线扫描的对比图

在ARES团队挤压73001竖管之前,德克萨斯大学奥斯汀分校使用x射线CT技术对驱动管内的样品进行了广泛的扫描,以捕获高分辨率的3D图像。

“这将是核心内部材料被推出并分成半厘米增量土层之前样子的永久记录,”阿波罗样本馆长 Ryan Zeigler 说。“我们通过 CT 扫描了解到,驱动器管非常满,这给我们最初的挤压方式带来了一点麻烦,但我们已经能够使用这些扫描进行调整。”

上个月,该团队首先捕获了外层保护管中存在的所有气体,最后,通过刺穿内部容器,提取了残留在内部的月球气体。

穿刺装置

Zeigler 说:“我们已经从这个核心中提取了气体,我们希望这将有助于科学家通过观察不同的样本(用于化学分析)来了解月球气体的特征。”

ESA “开罐器”

分析和 CT 扫描确保在打开这一科学礼物时没有太大的惊喜;并且,他们一起帮助创建了一个解剖路线图。在3月21日和22日的主要活动之前,阿波罗项目的样本副馆长 Juliane Gross 也在约翰逊实验室用模拟核心进行了挤压过程的试验。

休斯顿 NASA 约翰逊航天中心保管员

Gross 把挤压的过程比作组装家具——除了手臂被手套盒的大手套束缚。使用专用工具挤压样品需要非常细致的筹备。

Gross 说:“我们一步一步地做这件事,尽量不丢失所有的小部件和螺丝。”

最后,这就像是一场折磨人的锻炼——疼痛在她的手臂和肩膀上扩散开来。但 Gross 很快就会告诉你,这是值得的。

Gross 说:“我们是第一批真正看到这种土壤的人。”

“这是世界上最美好的事情——就像一个孩子在糖果店,对吧?”

阿波罗计划让 NASA 有机会尝试他们认为在月球上适用的采样方法,这种方法基于在地球上适用的方法,并在每次任务中改进这些方法。

“地球上的样本和月球上的样本非常不同,所以 Artemis 团队在设计他们的工具时已经考虑到了这一点,” Zeigler 说。“他们不是从阿波罗11号开始的。他们不是从零开始。他们从阿波罗17号开始,采取了非常有效的措施,并从那里向阿耳特弥斯推进。”

由于阿耳特弥斯号的宇航员将越过更熟悉的月球赤道,前往南极,那里有时会有低温或冰冻的情况,以及夺目的光照,但那里的月球土壤提供了诱人的研究前景。

NASA 总部行星科学部主任 Lori Glaze 说:“月球南极可能是一个可以积聚大量我们所说的挥发物,(在正常温度下蒸发的物质,如水冰和二氧化碳)的极好地点。”“这些挥发物可以为我们提供线索,让我们了解太阳系这部分的水来自哪里——无论是来自彗星、小行星、太阳风还是其他。”

阿波罗号的样本已经为 NASA 提供了了解地球自然卫星的信息,来自月球表面及地表以下奇异地点的新原始样本将帮助 NASA 更好地了解其挥发性物质储层和地质演化。

“我们有机会通过学习这些阿波罗样本风化层中记录和保存的内容来解决有关月球的一些非常重要的问题,”美国国家航空航天局 Francis McCubbin 说,“我们对这些样本进行了长期的整理,以便未来50年的科学家可以分析它们。通过 Artemis,我们希望为新一代科学家提供同样的可能性。”


Credit:图片来自 https://www.esa.int  https://www.nasa.gov

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  1. 历史见证了曾经的辉煌

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