창어 5호가 가져온 달 샘플

국내외 연구 붐을 촉발시켰다

2020년 12월, 중국의 창어 5호 귀환자가 거의 2kg에 달하는 달 샘플을 가져왔는데, 이 달 암석은 달의 진화 역사를 밝히기 위해 이를 연구하는 중국 과학자들 사이에 연구 붐을 일으켰습니다. 중국과학원 지질학 및 지구물리학 연구소의 연구원인 Li Xianhua는 이전에 지구상의 녹은 암석에 초점을 맞추었습니다. 그러나 Chang'e 5호가 중국의 첫 번째 달 암석을 지구로 가져왔을 때 Li Xianhua는 이 암석을 연구하기 시작했습니다. 이번에는 이 암석 샘플이 40여년 전 NASA의 아폴로 임무와 소련의 달 탐사에서 수집되었습니다. 임무 이후 인간이 가져온 최초의 달 샘플.

현재 중국의 많은 과학자들은 달의 진화를 이해하기 위해 창어 5호 샘플에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 초기 결과는 과학자들을 흥분시켰습니다. 지난 6개월 동안 그들은 Chang'e-5 샘플에 관한 6편의 논문을 발표했습니다. 지난주 미국 텍사스주 휴스턴에서 열린 달 및 행성 과학 컨퍼런스에서 중국의 달 탐사 임무에 관한 포럼이 열렸고, 과학자들은 십여 건의 연구 결과를 제출했다.

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노틀담대학교 토목공학 및 지질과학과 클리프 닐 교수가 창어 5호를 연구했습니다. 그는 중국 과학자들과 함께 샘플을 채취한 뒤 "많은 젊은 중국 연구자들이 참여하고 있으며 이 달 암석은 과학자들이 달 마그마 활동의 다양한 기간을 연구할 수 있는 창구이기 때문에 흥미롭다"고 말했다. 암석

Chang'e 5호 임무는 달 북쪽 프로셀라룸(Procellarum) 북동쪽 모퉁이에 있는 현무암 지역에서 약 1,731g의 달 샘플을 수집했습니다. 이 장소가 선택된 이유 중 하나는 소련의 달 탐사선과 아폴로 탐사선이 방문한 지역보다 더 어린 화산 물질이 포함되어 있을 수 있기 때문입니다. 과학자들은 더 젊은 유적지가 달이 식기 시작했지만 여전히 화산 활동을 펼쳤을 때 달이 어떻게 생겼는지에 대한 아이디어를 제공하기를 바라고 있습니다.

중국과학원이 공개한 창어 5호 달 과학 연구 샘플의 최근 연구 결과는 창어 5호 달 샘플이 새로운 유형의 마리아 현무암이라는 사실을 입증했다. 미국과 소련의 달 샘플링 임무에서 격차가 발생했습니다. 연구에 따르면 달에는 20억년 전까지만 해도 마그마 활동이 있었습니다. 달 맨틀의 후기 마그마 활동이 발생한 지역은 방사성 열을 생성하는 요소가 풍부하지 않으며 매우 건조합니다. 수많은 획기적인 개발은 달의 진화에 대한 새로운 이해를 제공하고 미래의 달 탐사 및 연구를 위한 새로운 방향을 제시했으며, 이는 국제 전문가들로부터 높은 평가를 받았습니다.

지난해 7월, 중국 국가우주국은 첫 번째 샘플 배치를 다수의 중국 과학자들에게 배포했습니다. 그들은 85개의 응용 프로그램 중에서 31개의 과학 프로젝트를 선택하고 약 17.5g의 미세한 입자의 분말과 고체 암석을 배포했습니다. 다음으로, 달 샘플을 연구하기 위한 여러 차례의 신청이 있었습니다. 달 암석의 연대를 측정한 최초의 연구팀. 지난해 10월 7일 한 연구팀은 이 현무암 덩어리의 나이가 19억6천만년(오차는 5700만년 이하)이라고 보고했다. 2주도 채 지나지 않아 리셴화(Li Xianhua)를 포함한 다른 연구팀은 연대를 확인하고 현무암의 나이를 20억년으로 추정했다(오차는 400만년 미만). 이러한 발견은 아폴로 임무에서 회수된 암석이 나타내는 화산 활동의 정점보다 거의 10억 년이나 늦은 그 당시 달이 여전히 화산 활동을 하고 있었음을 확인시켜 줍니다.

혼란스러운 달 화산

달에서 화산 활동을 일으키는 원인은 무엇입니까?

위성 관측에 근거한 한 가지 이론은 달 맨틀에서 발견되는 칼륨, 토륨 등 열을 발생시키는 방사성 원소가 화산 활동을 촉진할 수 있다는 것을 시사합니다. 그러나 IGG의 다른 팀이 달의 현무암을 조사했을 때 그들은 이를 부인했습니다. 과학자들이 제시한 또 다른 설명은 달의 맨틀에는 물질이 녹는 온도를 낮추어 마그마가 더 쉽게 분출될 수 있을 만큼 충분한 물이 포함되어 있다는 것입니다.

그러나 IGG 행성 과학자 린 양팅(Lin Yangting)과 동료들은 이 월석이 상대적으로 건조한 곳에서 왔을 수 있다는 것을 발견했습니다.

달 화산 활동의 열원 역시 과학자들을 당황하게 합니다. 임양팅은 "아직 답을 찾지 못했다"고 말했다. 중국과학원 난징자산천문대 연구원 쉬웨이뱌오(Xu Weibiao)는 "이것은 매우 큰 과학적 문제"라며 "이를 파악하려면 달의 진화 역사를 더 깊이 이해할 필요가 있다"고 말했다. Xu Weibiao는 두 개의 작은 달 샘플 조각을 받았으며 현재 문제를 파악하기 위해 노력하고 있습니다.

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현재 달 화산열원에 대해서는 많은 설이 있습니다. 그러나 Xu Weibiao는 미스터리를 풀고 달에 대해 더 많은 정보를 얻으려고 노력하는 많은 그룹이 있을 것이라고 말했습니다. Chang'e-5 샘플이 지구에 도착한 이후 그는 많은 연구자들이 현장에 참여하는 것을 보았습니다. 올해 그의 연구실에는 예상했던 것보다 더 많은 연구 프로젝트 참여 지원자가 접수되었습니다. “이런 일은 이전에는 결코 일어나지 않았습니다.” Lin Yangting은 더 많은 연구자들이 참여하기를 희망합니다. 향후 10년 내에 중국은 달 남극 샘플 귀환 임무와 또 다른 화성 샘플 귀환 임무를 시작할 계획입니다.

달 토양의 보존 환경은 매우 엄격하다

창어 5호는 달 토양 수집 임무를 마치고 지구로 성공적으로 귀환했지만 지상 응용 시스템을 연구하는 과학자들에게는 과학 연구 달 샘플에서 그것은 시작에 불과합니다. 그렇다면 달 샘플은 어떻게 저장, 관리, 연구될까요?

전문가에 따르면 달 샘플 실험실은 주로 외계 샘플 보관실, 외계 샘플 준비실, 외계 샘플 처리 및 물리적 특성 분석실로 구성되며 기타 실험실은 여기에 달 샘플이 저장되며 차단되지 않습니다. 및 처리 분석. 새로 지어진 달 샘플 연구실의 첫 번째 방은 안전한 차단 해제에 사용되는 과학 연구 장비입니다. 달은 거의 진공 상태에 있고 달과 지구 사이에는 큰 압력 차이가 있기 때문에 안전한 차단 해제가 과학 연구팀이 직면한 첫 번째 문제가 되었습니다.

가장 큰 문제는 달 표면 진공 환경에 포장된 장비를 개봉하는 것입니다. 이 문제를 해결하기 위해 연구진은 기술과 검증을 사용하여 진공 조건에서 용기를 독립적으로 개봉하는 계획을 최종적으로 설계했습니다. 개봉 후 샘플을 질소 환경으로 옮겨 보관 및 처리했습니다. 과학 연구팀에 따르면 달 시료는 고진공, 고환원 환경에서 생산되기 때문에 지구상의 산소와 물에 의해 쉽게 부식, 풍화, 산화되기 때문에 질소 환경에서 보관하는 과정에서 물과 산화가 발생한다. 산소 표시기도 엄격하게 통제되어야 합니다. 장광량 연구원은 “우리는 달 토양 시료가 분말 형태이고 지구 물질에 의해 쉽게 오염된다는 사실을 알고 있다”며 “따라서 외부 환경을 차단하지 않기 위해 클린룸 상태로 설계해 지구 입자상 물질에 의한 오염을 최소화했다”고 말했다.

이번에 수집된 샘플은 다양한 샘플링 방법과 샘플 용도에 따라 드릴 샘플 임시 보관, 테이블 샘플 임시 보관, 드릴 샘플 영구 보관, 테이블 샘플 영구 보관으로 구분됩니다. 전문가들은 "반환 샘플의 특성에 따라 드릴 샘플링과 표면 샘플링이 있다"며 "따라서 우리는 이 두 가지 유형의 샘플을 분류하고 샘플을 더 잘 보관할 수 있도록 서로 다른 저장 장치를 설계한다"고 말했다. 실제로 이 과정에서 우리는 과학 연구의 실제 요구에 따라 샘플을 나누어야 하며 달 샘플이 최종적으로 분석될 때 샘플 양이 과학 연구에 적합할 수 있도록 특정 운영 절차를 엄격히 준수해야 합니다. "이러한 이유로 샘플 개봉 과정에서 진공 글로브 박스를 여러 번 볼 수 있어 안전한 개봉을 위한 신뢰할 수 있고 안전한 환경 보호를 제공합니다.

글러브 박스의 기능은 상자에 고순도 불활성 가스를 채우고 순환시켜 물, 산소, 유기 가스 및 기타 물질을 걸러내는 것입니다. 진공 글러브 박스, 불활성 가스 보호 박스 등으로도 알려져 있습니다. 주요 기능은 O2, H2O 및 유기 가스를 제거하는 것입니다. 물, 산소, 먼지가 없는 초순수 환경에서 널리 사용됩니다. 궁극적으로 달 토양의 안전한 보존을 보장합니다.

달 암석에 대해 이야기한 후

달의 얼음에 대해 이야기해 보겠습니다.

수년 동안 과학자들은 달의 차가운 분화구에 물 얼음이 존재한다고 믿어 왔습니다. 달의 극. 이는 과학 연구와 잠재적인 자원에 있어서 좋은 소식입니다. 이제 연구자들은 극도로 건조한 세계에서 얼음이 지속되는 이유를 발견했습니다. 일부 극지 분화구는 고대 자기장에 의해 보호되었을 수 있습니다. 지구의 23.4Å에 비해 태양을 향한 달의 기울기가 1.5Å로 작기 때문에 수백 개의 극 분화구가 영구적인 그림자에 있습니다. 분화구 주변에서는 태양이 결코 뜨지 않으므로 온도는 섭씨 -250도를 유지합니다. 일부 분화구에서는 우주선의 레이더 장비가 혜성 충돌로 인해 발생할 수 있는 얼음의 반사 신호를 감지했습니다.

2018년에 과학자들은 인도의 찬드라얀 1호 달 탐사선의 장비를 사용하여 극 얼음 분자가 적외선을 흡수하는 방식에 대한 측정치를 보고했습니다. 이것은 아직까지 가장 결정적인 증거 중 하나입니다. 그러나 얼음의 존재를 설명하는 것은 어려운 일이었습니다. 햇빛은 분화구에 도달할 수 없지만 태양풍은 도달할 수 있습니다. 이러한 하전 입자는 스퍼터링이라는 과정에서 얼음 분자를 분자 단위로 파괴할 수 있습니다.

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이와 관련하여 애리조나 대학의 행성 과학자 론 후드(Lon Hood)와 동료들은 얼음이 항상 존재하는 이유를 이제 확인했습니다. 최근 휴스턴에서 열린 달 및 행성 과학 회의에서 그들은 달의 고대 과거로부터 남겨진 자기 이상 현상이 이러한 분화구를 보호하고 있을 수 있음을 보여주는 연구를 발표했습니다. 연구자들은 1971년과 1972년에 아폴로 15호와 16호 임무를 수행하면서 우주비행사들이 비정상적인 자기장 세기가 있는 영역을 측정한 이후 이러한 이상현상에 대해 알고 있었습니다. 일부 비정상적인 영역은 현재 직경이 수백 킬로미터에 달하는 것으로 알려져 있습니다. 그 기원에 대해서는 여전히 논란이 있지만, 한 가지 가능성은 40억년 전 달의 자성을 띠고 철이 풍부한 소행성이 달 표면에 충돌했을 때 만들어졌다는 것입니다. 생성된 용융 물질은 영구적으로 자화되었을 수 있습니다.

달 표면에는 수천 개의 이상 현상이 존재하는 것으로 생각되지만 후드는 일본의 달 탐사선 데이터를 사용하여 남극 이상 현상을 자세히 매핑했습니다. 그는 적어도 두 개의 변칙적이고 영구적으로 그늘진 분화구(스베르드럽(Sverdrup)와 슈메이커(Shoemaker))를 발견했으며 더 있을 수도 있습니다. 잔여 자기장은 지구 자기장의 몇 천 배에 불과하지만 태양풍을 편향시킬 만큼 강력합니다.

이상 현상이 알려진 분화구는 과학 연구 및 탐사의 주요 표적이 될 수 있습니다. NASA는 내년에 달 남극 탐사선 '바이퍼(Viper)'를 발사할 계획이다. 이 기관은 아르테미스 프로그램의 일환으로 이번 10년 후반에 인간을 그곳으로 보낼 계획입니다. 얼음을 연구하면 얼음이 어떻게 운반되었는지 알 수 있고, 이는 결국 지구가 어떻게 물을 얻었는지 알 수 있습니다.

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바위이기도 하고 얼음이기도 합니다

달이 우리에게 너무 가까워요

거기에는 우리가 모르는 비밀이 얼마나 숨겨져 있나요?

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