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从月亮上打开一个50岁的圣诞礼物

天文学与空间 2022-10-09 00:01:10

由欧洲航天局拍摄 欧空局制造的一种穿刺工具将打开阿波罗17号的月球土壤容器,该容器已经有近50年没有被接触过了

气体提取实验是更大的阿波罗下一代样品分析计划的一部分,该计划协调阿波罗时代原始月球样品的分析

欧空局首次参与了从月球返回的土壤的开放

信用:ANGSA科学团队 一个相当特殊的礼物拆开即将发生——一个由欧空局制造的刺穿工具将打开阿波罗17号的一个月球土壤容器,这个容器已经有近50年没人动过了

该开口将允许提取可能保存在样本中的珍贵月球气体

对气体挥发物的分析将使科学家能够更好地了解月球的地质,并帮助工程师为未来的月球甚至火星任务设计更好的采样工具和技术

气体提取实验是更大的阿波罗下一代样品分析(ANGSA)计划的一部分,该计划协调阿波罗时代原始月球样品的分析

欧空局首次参与了从月球返回的土壤的开放

“随着阿波罗时代以来取得的技术进步,现在对这些样本的开放和分析能够在月球上实现新的科学发现

这也能激励和启发新一代的探险者,”欧空局对ANGSA贡献的科学和项目负责人Francesca McDonald说

弗朗西丝卡和同事丁满·席尔德上个月去了美国宇航局位于休斯敦的约翰逊航天中心

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,交付穿孔工具,并对月球样品管理团队进行操作培训

弗朗西斯卡补充道:“能够在见证我们太阳系历史的古代月球样本宝库中工作是一种荣幸,也是有助于揭示它们秘密的项目的一部分。”

1972年,阿波罗17号宇航员吉恩·塞尔南准备在月球上采集样本73001和73002

吉恩·塞尔南从一处滑坡沉积物中收集了样本,该沉积物一直流到金牛-利特罗山谷

阿波罗17号宇航员将一根70厘米长的圆柱形管子锤入月球表面,提取月球土壤的核心样本

信用:美国宇航局 该工具现已准备就绪,将在未来几周内用于阿波罗样品容器

月球起源 宇航员吉恩·塞尔南于1972年在月球上从一处滑坡沉积物中收集了样本,该沉积物一直流到金牛座-利特罗山谷

阿波罗17号宇航员将一根70厘米长的圆柱形管子锤入月球表面,提取月球土壤的核心样本

这个核心样本的下半部分被密封在月球表面的真空密封容器中

回到地球上,这个容器被放在一个额外的真空室里,直到今天它都没有受到干扰

科学家们认为,可能有松散结合的气体,如氢气、氦气和稀有气体仍然被困在样本容器中

“穿孔工具是获取气体的解决方案

我们渴望了解真空容器保存样品和易碎气体的情况,”弗朗西丝卡说

这项国际努力有助于开发新的样本返回容器和协议,特别是来自月球极地位置的富含水冰的样本和未来的火星样本

欧空局对ANGSA的贡献的科学和项目负责人Francesca McDonald和同事Timon Schild于2021年11月前往美国休斯顿的NASA约翰逊航天中心,交付穿孔工具,并就如何操作该工具对月球样品管理团队进行培训

欧空局的刺穿工具,在团队中被戏称为“阿波罗开罐器”,可以刺穿月球样品真空容器,帮助捕获逃逸的气体

信用:ANGSA科学团队 开罐器的操作 欧空局的刺穿工具,在团队中被戏称为“阿波罗开罐器”,可以刺穿月球样品真空容器,帮助捕获逃逸的气体

由于美国圣路易斯华盛顿大学的一个合作小组设计了一个提取歧管,脆弱的气体被收集在专用的罐子里

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气体样本罐将被送往世界各地的专业实验室,包括欧洲,进行更详细的研究

弗朗西丝卡说:“分析的每一种气体成分都有助于讲述月球和早期太阳系内挥发物起源和演化的不同部分。”

独特的创新和设计挑战 欧空局在大约16个月的时间里开发了“阿波罗开罐器”,这是一项真正的国际努力

在欧空局主要技术中心ESTEC实验室设施的支持下,来自欧空局两个场地的六个不同团队和七个国家的科学和技术专家与ANGSA联合会合作

样本73002,从阿波罗17号着陆点提取的双驱动管芯样本的上部分(与下部分73001配对,下部分仍然密封在一个称为CSVC的特殊真空容器中)

核心样本材料来自阿波罗17号金牛座利特罗山谷着陆点的月球滑坡事件

当岩心沿其长度以5毫米的间隔被提取时,俯视岩心的顶部

在这张图像中,观察到了较大岩石碎屑的原始位置和方向

信用:欧空局-弗朗西斯卡·麦克唐纳 火星样品返回活动的样品提取火星车

信用:欧空局/ATG媒体实验室 “这种穿刺工具是一种独一无二的系统,专门用于穿刺所谓的73001阿波罗样本容器,”领导欧空局宇宙飞船EAC团队开发的丁满·席尔德说

月球材料的研究为材料选择、清洁度和操作程序强加了许多严格的规则

最重要的是,所有的信息都来自50年前的文件

“样品容器的一些特性是完全未知的

总而言之,构建这个工具是一个挑战,但也是一个非常鼓舞人心和值得努力的项目,”丁满补充道

未来月球和火星任务的经验教训 展望未来,从ANGSA计划中吸取的经验教训将有助于改进未来的登月任务,例如美国宇航局的Artemis和欧空局的Prospect计划

新的样品处理和密封方法也有助于探索红色星球

欧空局正与美国国家航空航天局合作,致力于通过火星样本返回计划返回样本

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