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嫦娥五號新成果揭示著陸區月表水的分布特徵
2024-11-08 07:46:02 *
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作者 主題: 嫦娥五號新成果揭示著陸區月表水的分布特徵  (閱讀 2079 次)
peter
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« 於: 2022-06-16 09:13:21 »


嫦娥五號新成果揭示著陸區月表水的分布特徵
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https://newskks.com/other/2797662/1191%E5%84%84%E5%99%B8%EF%BC%815%E8%99%9F%E5%9C%A8%E6%9C%88%E7%90%83%E5%9C%B0%E7%90%83%E7%8E%BB%E7%92%83%E4%B8%AD%E7%99%BC%E7%8F%BE%E4%B8%80%E7%A8%AE%E6%96%B0%E7%89%A9%E8%B3%AA%EF%BC%8C100%E5%99%B8%E5%8F%AF%E5%85%A8%E7%90%83%E4%BD%BF%E7%94%A8%E4%B8%80%E5%B9%B4%E3%80%82.html
 
中國的嫦娥五號共採集了重約1731克的月球樣品。 雖然看起來不多,但足夠我們的科學團隊進行大規模研究,了解我們對月球的信心。 不是,中國嫦娥五號上有了新發現。

當然,對於嫦娥五號的研究,我國已經發現了不少成果。

比如嫦娥五號也發現了水。 採樣區域的含水量在120 ppm(百萬分之一)以下,而從其他地方濺射出來的較老岩石的含水量在180 ppm左右。 這相當於1噸月球土壤中約有120克水,1噸岩石中約有180克水。這些是一些發現。 讓我們來看看這個發現。

這是中科院寧波材料技術與工程研究所、航天五院錢學森實驗室、中科院物理所、南京大學聯合團隊發表的研究成果。

報導稱,他們在月球土壤中的鈦鐵礦顆粒表面發現了一種稀缺物質,在這些表面有一層非晶玻璃——月壤玻璃。

但研究人員發現,在玻璃層中觀察到大量直徑約為5 ~ 25 nm的氦泡,且大部分位於玻璃層與晶體的介面附近,這是一個新發現。

這是什麼情況?氦氣泡?這是否意味著氦的出現成為了一種「氣體」?保存在玻璃里。 同時根據觀察,粒子內部的晶體中基本沒有氦泡。

鑒於氦在鈦鐵礦中的高溶解度,研究人員認為氦原子首先被太陽風注入鈦鐵礦晶格中,然後在晶格的通道擴散作用下氦會逐漸釋放出來。

氦泡的出現是由於表面玻璃中原子的無序堆積結構,限制了氦原子的釋放,被捕獲並逐漸儲存,形成氣泡。

所以,它被永遠保存了下來。 但是這裡發現的最重要的物質是氦。 可以說是非常稀缺的物種,利用價值相當高。 這也將為中國未來的探月提供一些動力。

如果嫦娥五號發現的稀缺物質能夠大規模獲得,將是一件「喜事」,甚至可能改變全球能源格局。


對於月球來說,可以說氦不是唯一的稀缺物質。據統計,已知月球上有100多種礦物,有些礦物是地球上沒有的,有些比地球的含量還多。

比如鈦,這種礦物估計超過10萬億噸,而地球上的鈦礦儲量估計只有20億噸。 所以,能在月球上「採礦」真的是一筆大利潤。

說到氦,就更少了,地球上更少,而且主要在地殼裡,含量很低。 有多少?我們稍後會談到它們。

所以,人類想利用氦,真的太難了。 但是在月球上就不一樣了,內容非常多。 只有在月球上,主要是氦-3。 氦-3是氦的同位素,在能源和科學研究領域具有重要的應用價值。

因此,越來越多的國家期待通過登月開採氦-3。 一旦能夠實現開採,就能真正實現經濟的飛躍,改變地球的能源格局。

因此,科學界興起了氦-3在月球上的儲存、開採、提純和運輸。 那麼它有多大用處呢?

根據估算數據,月球表面有110多萬噸氦-3,主要來自太陽。氦-3是太陽風的重要組成部分,月球由於常年暴露在太陽風中,儲存了大量的氦-3。 而地球上的氦元素主要是氦-4,氦-3的儲量只有0.5噸左右,遠遠不能滿足現有需求。

同時,根據氦-3的實驗數據,100噸氦-3核聚變產生的能量可以供應全球一年,氦-3核聚變過程更加清潔可控,沒有中子二次輻射的危險。 所以是非常好的資源。

同時,氦-3還可以用於其他科研領域。氦-3是獲得極低溫環境的關鍵製冷劑,是超導、量子計算、拓撲絕緣體等前沿研究領域的必備材料。 你喜不喜歡?中國已經發現了這種物質,下一步可能是找到開採的方法。

一旦世界上有更多的國家有能力登月,也將有可能進行探月計劃,畢竟這種稀缺物資已經被很多國家注意到了。 所以要先下手為強,儘快實現開採技術。

但在月球上也很難採用這種物種,因為氦-3的提取受到擴散速率的限制,需要700℃以上的高溫,不僅耗能高,而且速度慢,不利於月球原位開採。因此,有必要在這方面有所突破。

根據我們的團隊,這項研究發現是一個關鍵點。我們可以通過機械粉碎的方法提取室溫下以氣泡形式儲存的氦-3,而不需要加熱到高溫。

而且鈦鐵礦磁性較弱,可以通過磁篩與其他月壤顆粒分離,便於在月球上就地開採。也就是我們只需要在「氣泡」模式下選擇氦-3物質,這樣回來就可以直接單獨獲得了。

根據月球上鈦鐵礦的總量,以氣泡形式儲存的氦-3總量可能高達26萬噸。如果全部用於核聚變,可以滿足全球2600年的能源需求。

因此,該研究結果不僅為氦-3在月球上的富集機制提供了新的見解,也為未來在月球上原位開發利用氦-3奠定了理論基礎,對探索月球資源的有效利用路徑具有重要意義。

我們是第一個知道這個新發現的人,我們期待著儘快找到應用它的方法。 如果我們國家率先解決了月球氦-3分數,並且得到了,必然會推動能源格局,這是一個很大的消息。


https://www.universetoday.com/156307/chinas-lunar-lander-finds-water-under-its-feet/
« 最後編輯時間: 2022-06-16 23:04:20 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #1 於: 2022-06-16 09:14:03 »

中国带回的月球土壤中找到了新的水  http://cnnews.chosun.com/client/news/viw.asp?cate=C01&mcate=M1002&nNewsNumb=20220657300&nidx=57301
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« 回覆文章 #2 於: 2022-06-16 23:04:04 »

https://news.sina.com.cn/c/2022-06-16/doc-imizmscu7090418.shtml#/ 
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« 回覆文章 #3 於: 2022-06-16 23:04:49 »

https://www.facebook.com/peopledaily/photos/a.1418928838348797/3211814789060184/

中國科學院國家天文台李春來、劉建軍研究員和上海技術物理研究所舒嶸研究員領導的團隊,與中科院地質地球所、物理所、西安光機所、地球化學所,北京空間飛行器總體設計部、北京航天飛行控制中心、北京空間機電研究所等單位合作,在國際上首次聯合月球樣品的實驗室分析結果和月表就位探測的光譜數據,檢驗了月球樣品中水的有無、形式和多少,回答了嫦娥五號著陸區水的分布特徵和來源問題,為遙感探測數據中水的信號解譯和估算提供了地面真值。

月球有沒有水、有多少水、是什麼形式的水、水來自哪裡存在著很大的爭議,一直是月球科學的研究熱點。在嫦娥五號任務立項論證之初,研究團隊提出將著陸器上的月球礦物光譜分析儀光譜範圍拓展到了3.2μm,並實現了國際上首次月表水光譜吸收特徵的就位探測。為了避免發動機羽流和太陽風轟擊月表時的動態“水”(羥基OH)給就位光譜分析帶來的影響,研究團隊對獲取就位探測光譜數據的時機進行了精心設計。探測時機選擇在著陸6小時後以避免CE-5探測器著陸時發動機羽流成分的影響;探測時間選擇在月面溫度最高(約62~87攝氏度)的(接近)正午,最大限度地揮發了月表的動態“水”;光譜測量時月球(著陸區)正處於地球磁場的保護中,屏蔽了太陽風,避免了太陽風轟擊產生的動態“水”(羥基OH)的因素。在這種環境下嫦娥五號光譜儀能夠獲得“乾淨”的“水”吸收光譜,經嚴格的校正處理和分析,研究團隊發現嫦娥五號著陸區月壤中明顯地含有羥基形式的“水”,但平均含量較低,僅約30ppm。

目前認為月球“水”的來源主要有三種可能:一是太陽風粒子與月表物質相互作用產生的(動態)羥基物質;二是撞擊月球的彗星或隕石帶來的水和含羥基物質;三是月球原生(內部)水。月球樣品返回地球後,研究團隊在實驗室對返回月球樣品進行了系統分析,實驗室光譜分析再次驗證了羥基水的明確存在,但“水”的存在形式、含量和來源的研究,需要詳細的礦物岩石學分析。阿波羅月球樣品研究認為,月壤中(撞擊)膠結玻璃包含了太陽風長期注入形成的羥基物質,膠結玻璃的含量是影響月球樣品中“水”含量的重要因素。返回樣品的實驗室分析表明,嫦娥五號月球樣品是一類年輕玄武岩,膠結玻璃含量很少(不足16%),僅為Apollo 11月球樣品的1/3,由此估算嫦娥五號月壤樣品中來自太陽風注入膠結玻璃形成的“水”不多於18ppm。同時,嫦娥五號著陸區月壤樣品中外來撞擊濺射物非常低,對“水”的貢獻可以忽略。因此嫦娥五號月壤樣品中肯定存在來源於月球內部的原生水。對嫦娥五號月球樣品的實驗室分析,發現了至少一種含水礦物——羥基磷灰石,其含量不均勻,折合樣品羥基水的含量從0ppm到179ppm不等(平均約17ppm),證明了嫦娥五號月壤樣品中存在來自岩漿結晶過程的“水”,說明“水”在月球晚期岩漿活動過程中不僅存在,而且可能起到了非常重要的作用
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