Los "recuerdos" lunares se han convertido en una moda de investigación: desde rocas lunares hasta hielo que no se derrite
Las muestras lunares traídas por Chang'e-5
desencadenaron un auge de la investigación en el país y en el extranjero
En diciembre de 2020, el Chang'e-5 de China El hombre que regresó trajo casi 2 kilogramos de muestras lunares, estas rocas lunares han desencadenado un auge de la investigación entre los científicos chinos, que las están estudiando para revelar la historia evolutiva de la luna. Li Xianhua, investigador del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China, se centró anteriormente en rocas fundidas en la Tierra. Pero cuando Chang'e 5 trajo el primer lote de rocas lunares de China a la Tierra, Li Xianhua se dedicó a estudiar estas rocas. Esta vez, estas muestras de rocas fueron recolectadas de la misión Apolo de la NASA y de la exploración lunar de la Unión Soviética hace más de 40 años. Primera muestra lunar traída por humanos desde la misión.
Muchos científicos en China están realizando actualmente investigaciones sobre muestras de Chang'e-5 para comprender la evolución de la luna. Los primeros resultados han entusiasmado a los científicos. En los últimos seis meses, han publicado seis artículos sobre muestras de Chang'e-5. La semana pasada, en la Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria en Houston, Texas, EE.UU., hubo un foro sobre la misión de exploración lunar de China, y los científicos presentaron alrededor de una docena de resultados de investigación.
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Cliff Neal, profesor de ingeniería civil y ciencias geológicas de la Universidad de Notre Dame, ha estudiado Chang'e-5 muestras con científicos chinos. "Hay muchos jóvenes investigadores chinos involucrados y estas rocas lunares son interesantes porque son una ventana para que los científicos estudien diferentes períodos de actividad del magma lunar.
La luna más joven". rocas
La misión Chang'e-5 recolectó este lote de aproximadamente 1.731 gramos de muestras lunares del área de basalto en la esquina noreste del Procellarum en la parte norte de la luna. El sitio fue elegido en parte porque puede contener material volcánico más joven que las áreas visitadas por las misiones lunares soviéticas y las misiones Apolo. Los científicos esperan que los sitios más jóvenes les den una idea de cómo "lucía" la luna cuando comenzó a enfriarse pero todavía estaba volcánicamente activa.
Los últimos resultados de la investigación de las muestras de investigación científica lunar Chang'e-5 publicados por la Academia de Ciencias de China demuestran que las muestras lunares Chang'e-5 son un nuevo tipo de basalto lunar, que llena el " "brecha" en las misiones de muestreo lunar de Estados Unidos y la Unión Soviética. Las investigaciones muestran que la Luna todavía tenía actividad de magma hasta hace 2 mil millones de años. El área de origen de la actividad de magma tardía del manto lunar no es rica en elementos radiactivos generadores de calor y es muy "seca". Una serie de avances revolucionarios han proporcionado una nueva comprensión de la evolución de la Luna y han propuesto nuevas direcciones para futuras exploraciones e investigaciones lunares, que han sido muy elogiadas por expertos internacionales.
En julio del año pasado, la Administración Espacial Nacional de China distribuyó el primer lote de muestras a varios científicos chinos. Seleccionaron 31 proyectos científicos entre 85 solicitudes y distribuyeron alrededor de 17,5 gramos de polvo de grano fino y roca sólida. A continuación, hubo varias rondas de solicitudes para estudiar muestras lunares. Los primeros equipos de investigación en fechar rocas lunares. El 7 de octubre del año pasado, un equipo de investigación informó que la edad de este lote de basaltos era de 1.960 millones de años (con un error de no más de 57 millones de años). Menos de dos semanas después, otro equipo de investigación, incluido Li Xianhua, confirmó la fecha y estimó la edad de los basaltos en 2 mil millones de años (con un error de menos de 4 millones de años). Estos hallazgos confirman que la Luna todavía estaba volcánicamente activa en ese momento, casi mil millones de años después del pico de actividad volcánica indicado por las rocas recuperadas de las misiones Apolo.
Confusos volcanes lunares
¿Qué causa la actividad volcánica en la Luna?
Una teoría basada en observaciones satelitales sugiere que los elementos radiactivos generadores de calor que se encuentran en el manto lunar, como el potasio y el torio, pueden estar impulsando la actividad volcánica. Pero cuando otro equipo del IGG examinó los basaltos lunares, lo negaron. Otra explicación dada por los científicos es que el manto lunar contiene suficiente agua para reducir la temperatura a la que se derriten los materiales, lo que facilita la erupción del magma. Pero el científico planetario del IGG, Lin Yangting, y sus colegas descubrieron que estas rocas lunares pueden haber venido de un lugar relativamente seco.
La fuente de calor de la actividad volcánica lunar también desconcierta a los científicos. Lin Yangting dijo: "Aún no he encontrado la respuesta". Xu Weibiao, investigador del Observatorio de la Montaña Púrpura de Nanjing de la Academia de Ciencias de China, dijo: "Este es un problema científico muy grande. Para resolverlo, necesitamos comprender mejor la historia de la evolución de la luna". Xu Weibiao recibió dos pequeños trozos de muestras lunares y actualmente está tratando de resolverlo.
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Actualmente, existen muchas teorías sobre la fuente de calor volcánica lunar. Pero Xu Weibiao dijo que habrá muchos grupos que intentarán resolver el misterio y obtener más información sobre la luna. Desde que las muestras de Chang'e-5 llegaron a la Tierra, ha visto a muchos investigadores unirse al campo. Este año, su laboratorio ha recibido más solicitudes de las que esperaban para incorporarse a sus proyectos de investigación. "Esto nunca había sucedido antes". Lin Yangting espera que participen más investigadores. En la próxima década, China planea lanzar una misión de retorno de muestras al polo sur lunar y otra misión de retorno de muestras a Marte.
El entorno de preservación del suelo lunar es muy estricto
Chang'e 5 regresó con éxito a la Tierra después de completar su misión de recolección de suelo lunar, pero para los científicos que trabajan en sistemas de aplicación terrestre, la investigación científica en muestras lunares eso es sólo el comienzo. Entonces, ¿cómo se almacenarán, gestionarán y estudiarán las muestras lunares?
Según los expertos: El laboratorio de muestras lunares consta principalmente de una sala de almacenamiento de muestras extraterrestres, una sala de preparación de muestras extraterrestres, una sala de procesamiento de muestras extraterrestres y análisis de propiedades físicas y otros laboratorios se almacenarán aquí, desbloqueando. y análisis de procesamiento. En el laboratorio de muestras lunares recién construido, la primera sala es el equipo de investigación científica utilizado para el desbloqueo seguro. Dado que la Luna está casi en el vacío y hay una gran diferencia de presión entre ella y la Tierra, el desbloqueo seguro se ha convertido en el primer problema al que se enfrenta el equipo de investigación científica.
El mayor problema es abrir el equipo empaquetado en el entorno de vacío de la superficie lunar. Para resolver este problema, los investigadores utilizaron tecnología y verificación para finalmente diseñar un plan para abrir los frascos de forma independiente en condiciones de vacío. Después de abrirlos, las muestras se transfirieron a un ambiente de nitrógeno para su almacenamiento y procesamiento. Según el equipo de investigación científica, dado que las muestras lunares se producen en un entorno de alto vacío y alta reducción, el oxígeno y el agua de la Tierra las corroen, erosionan y oxidan fácilmente. Por lo tanto, durante el proceso de almacenamiento en un entorno de nitrógeno, agua y. Los indicadores de oxígeno también deben controlarse estrictamente. Zhang Guangliang dijo: "Sabemos que las muestras de suelo lunar están en forma de polvo y se contaminan fácilmente con materiales terrestres. Por lo tanto, para desbloquear su entorno externo, lo diseñamos para que sea una condición de sala limpia para minimizar su contaminación por partículas terrestres. ”
Según los diferentes métodos de muestreo y el uso de las muestras, las muestras recolectadas esta vez se dividirán en almacenamiento temporal de muestras de perforación, almacenamiento temporal de muestras de mesa, almacenamiento permanente de muestras de perforación y almacenamiento permanente de muestras de mesa. Cuatro categorías principales, dijeron los expertos: "Según las características de las muestras devueltas, hay muestreo de perforación y muestreo de mesa. Por lo tanto, clasificamos estos dos tipos de muestras y diseñamos diferentes dispositivos de almacenamiento para que las muestras puedan ser mejores. En la práctica Durante el proceso, debemos dividir las muestras de acuerdo con las necesidades reales de la investigación científica y debemos cumplir estrictamente con ciertos procedimientos operativos para garantizar que cuando finalmente se analicen las muestras lunares, la cantidad de muestra pueda ser adecuada para la investigación científica y. no se desperdiciará ", podemos ver la caja de guantes de vacío muchas veces durante el proceso de apertura de la muestra, lo que proporciona una protección ambiental confiable y segura para una apertura segura.
La función de la guantera es llenar la caja con gas inerte de alta pureza y hacerlo circular para filtrar agua, oxígeno, gases orgánicos y otras sustancias. También conocida como caja de guantes de vacío, caja de protección de gas inerte, etc. La función principal es eliminar O2, H2O y gases orgánicos. Ampliamente utilizado en entornos ultrapuros sin agua, oxígeno ni polvo. En última instancia, garantizar la preservación segura del suelo lunar.
Después de hablar de las rocas lunares
Hablemos del hielo en la Luna
Durante muchos años, los científicos han creído que existe hielo de agua en los fríos cráteres de la Luna. polos de la luna. Esta es una buena noticia para la investigación científica y un recurso potencial. Ahora, los investigadores han descubierto por qué el hielo persiste en un mundo extremadamente seco: algunos cráteres polares pueden haber estado protegidos por antiguos campos magnéticos. Cientos de cráteres polares están en sombra permanente debido a la pequeña inclinación de la Luna hacia el Sol, 1,5 Å en comparación con los 23,4 Å de la Tierra. El sol nunca sale del perímetro del cráter, por lo que la temperatura se mantiene a -250 grados centígrados. En algunos cráteres, el instrumento de radar de la nave espacial detectó firmas reflectantes del hielo de agua, posiblemente causadas por impactos de cometas.
En 2018, los científicos utilizaron instrumentos de la sonda lunar Chandrayaan-1 de la India para informar mediciones de cómo las moléculas de hielo polar absorben la luz infrarroja. Ésta es una de las pruebas más concluyentes hasta el momento. Sin embargo, explicar la presencia de hielo ha sido un desafío. Aunque la luz del sol no puede llegar al cráter, el viento solar sí puede. Estas partículas cargadas pueden destruir el hielo molécula por molécula en un proceso llamado chisporroteo.
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A este respecto, el científico planetario Lon Hood de la Universidad de Arizona y sus colegas han confirmado ahora por qué el hielo siempre existirá. Recientemente, en la Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria celebrada en Houston, presentaron un estudio que muestra que las anomalías magnéticas remanentes del pasado antiguo de la Luna pueden estar protegiendo estos cráteres. Los investigadores conocen estas anomalías desde las misiones Apolo 15 y 16 en 1971 y 1972, cuando los astronautas midieron áreas con intensidades de campos magnéticos inusuales. Actualmente se sabe que algunas áreas anormales tienen cientos de kilómetros de diámetro. Aunque su origen todavía se debate, una posibilidad es que se crearon cuando los asteroides magnéticos ricos en hierro de la Luna chocaron contra su superficie hace más de 4 mil millones de años. El material fundido resultante puede haberse magnetizado permanentemente.
Se cree que existen miles de anomalías en la superficie lunar, pero Hood utilizó datos de la sonda lunar Luna de Japón para mapear las anomalías antárticas en detalle.
Encontró al menos dos cráteres anómalos permanentemente en sombra, Sverdrup y Shoemaker, y puede haber más. Aunque los campos magnéticos remanentes son sólo unos pocos miles de veces mayores que los de la Tierra, son lo suficientemente potentes como para desviar el viento solar.
Los cráteres con anomalías conocidas pueden convertirse en objetivos principales para la investigación y exploración científica. La NASA tiene previsto lanzar el próximo año una sonda llamada "Viper" al polo sur de la Luna. La agencia tiene la intención de enviar humanos allí a finales de esta década como parte de su programa Artemis. El estudio del hielo podría revelar cómo fue transportado, lo que a su vez podría revelar cómo la Tierra obtuvo su agua.
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