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中國科學家在月壤中發現富含水分子的礦物：為月球資源開發和深空探測奠定基礎
中國科學家在月壤中發現富含水分子的礦物：為月球資源開發和深空探測奠定基礎
俄羅斯衛星通訊社
... 2024年8月1日, 俄羅斯衛星通訊社
2024-08-01T09:40+0800
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中國月球探測器嫦娥五號2020年12月從月球帶回1731克月壤樣品，這是繼月球24號之後時隔44年人類再次從月面帶回月球樣本。嫦娥五號攜帶的月壤樣品是人類首次獲得的月表年輕火山岩區樣品，也是中國科學家第一次擁有屬於自己的地外天體返回樣品。據介紹，中國嫦娥5號採集的月壤樣品屬於最年輕的玄武岩（~20億年），並且是迄今為止緯度最高的月球樣品。近日，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心陳小龍研究員，金士鋒副研究員、博士生郝木難等與北京科技大學郭中楠副教授，天津大學殷博昊工程師，中國科學院青海鹽湖所馬雲麒研究員，鄭州大學鄧麗君工程師等合作，在嫦娥五號帶回的月球樣本中，發現了月球上一種富含水分子和銨的未知礦物晶體：ULM-1。基於單晶衍射和化學分析，研究人員發現這些月球水和銨以一種成分為(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O的水合礦物形式出現。該礦物分子式中含有多達六個結晶水，水分子在樣品中的質量比高達41%。這種水合礦物的發現還揭示了月球上水分子可能存在的一種形式——水合鹽。與易揮發的水冰不同，這種水合物在月球高緯度地區（嫦娥5號採樣點）非常穩定。這意味著，即使在廣闊的月球陽光照射區，也可能存在這種穩定的水合鹽，為月球資源的利用和探索提供了更為廣闊的前景。北京大學航空航天工程系史一蓬教授接受衛星通訊社採訪時表示，這一髮現對未來建立永久性的月球基地意義重大。過去，科學家們曾經認為月球上沒有水。據中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心官網介紹，對1969年-1972年採集的阿波羅樣品的研究表明，月壤中未發現任何含水礦物。此後，月球不含水成為月球科學的基本假設，對於認識月球火山演化、月地起源等問題產生了重大影響。直到1994年，“克萊門汀” 探測器對月球兩極進行觀測，認為極區永久陰影區的月壤中可能存在水冰。此後，“月球勘探者號”專注於永久陰影隕石坑，以更深入地研究這一髮現，並於 1998 年發現，月球表面從未暴露在陽光下的區域存在最大的氫濃度。結果表明，月球兩極存在水冰。然而，這些圖像分辨率較低，因此無法得出有力的結論。布朗大學的研究人員於2008年重新研究了阿波羅樣本，他們在微小的火山玻璃中發現了氫。由於今天月球上沒有火山噴發，這一髮現提供了證據，表明在月球遠古時代火山噴發時，月球上曾存在水。此外，保存下來的氫為月球水的起源提供了線索：如果它來自噴發的火山，那麼它一定來自月球內部。這一髮現表明，水自月球存在之初就一直是月球的一部分——甚至可能從月球形成之初就存在。“月球觀測和傳感衛星”（LCROSS）和“月球勘測軌道器探測器”(LRO)於 2009 年一起發射。“月球觀測和傳感衛星”故意向一個據信含有水冰的隕石坑發射了一枚拋射物，並飛過拋射物撞擊產生的塵埃。研究發現進一步證明，水以冰的形式存在於月球永久陰影區域內。2020 年，NASA 宣佈在陽光照射下的月球表面發現了水。來自平流層紅外天文台(SOFIA) 的數據顯示，在克拉維斯隕石坑中，一立方米的月球表面土壤中，水的濃度大致相當於一瓶12盎司（約340克）的水。這一髮現表明，水可以分布在月球表面，甚至在陽光照射的部分，而不局限於寒冷、黑暗的區域。史一蓬教授指出，對未來而言，在月球上氧氣和水的循環利用將逐步為開發月球資源和礦藏，探測更遙遠的天體奠定基礎。NASA強調，月球是太陽系科學和系外行星研究的基石。瞭解月球有助於我們瞭解其他行星的演化過程以及塑造其表面的過程。它還有助於人類瞭解月球對地球的影響、古代太陽的記錄，並作為研究宇宙其餘部分的平台。
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中國科學家在月壤中發現富含水分子的礦物：為月球資源開發和深空探測奠定基礎
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月球上是否存在水對於月球演化和資源開發至關重要。據中國科學院物理研究所消息，近日，在嫦娥五號帶回的月球樣本中，發現了月球上一種富含水分子和銨的未知礦物晶體：ULM-1。這一髮現標誌著首次在月壤中發現了分子水，同時揭示了水分子和銨在月球上的真實存在形式。中國專家接受衛星通訊社採訪時指出，這一髮現為未來月球基地建設和資源開發、探測更遙遠的天體提供了重要的前提條件。
中國月球探測器嫦娥五號2020年12月從月球帶回1731克月壤樣品，這是繼月球24號之後時隔44年人類再次從月面帶回月球樣本。
嫦娥五號攜帶的月壤樣品是人類首次獲得的月表年輕火山岩區樣品，也是中國科學家第一次擁有屬於自己的地外天體返回樣品。據介紹，中國嫦娥5號採集的月壤樣品屬於最年輕的玄武岩（~20億年），並且是迄今為止緯度最高的月球樣品。
近日，
中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心陳小龍研究員，金士鋒副研究員、博士生郝木難等與北京科技大學郭中楠副教授，天津大學殷博昊工程師，中國科學院青海鹽湖所馬雲麒研究員，鄭州大學鄧麗君工程師等合作，在嫦娥五號帶回的月球樣本中，發現了月球上一種富含水分子和銨的未知礦物晶體：ULM-1。
基於單晶衍射和化學分析，研究人員發現這些月球水和銨以一種成分為(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O的水合礦物形式出現。該礦物分子式中含有多達六個結晶水，水分子在樣品中的質量比高達41%。
這種水合礦物的發現還揭示了月球上水分子可能存在的一種形式——水合鹽。與易揮發的水冰不同，這種水合物在月球高緯度地區（嫦娥5號採樣點）非常穩定。這意味著，即使在廣闊的月球陽光照射區，也可能存在這種穩定的水合鹽，為月球資源的利用和探索提供了更為廣闊的前景。
北京大學航空航天工程系史一蓬教授接受衛星通訊社採訪時表示，這一髮現對未來建立永久性的月球基地意義重大。
他說：“如果要建立月球基地，這意味著不可能所有物資都從地球上運送，需要在當地解決資源問題，比如火箭燃料和生活所需的氧氣和水。而銨的存在形式表明可能有水，因此下一步要尋找水資源。找到水後，建立長久月球基地就變得可能。這是建立永久月球基地的重要基礎條件，缺少它就不可能成功。”
過去，科學家們曾經認為月球上沒有水。據中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心官網介紹，對1969年-1972年採集的阿波羅樣品的研究表明，月壤中未發現任何含水礦物。此後，月球不含水成為月球科學的基本假設，對於認識月球火山演化、月地起源等問題產生了重大影響。
直到1994年，“克萊門汀” 探測器對月球兩極進行觀測，認為極區永久陰影區的月壤中可能存在水冰。此後，“月球勘探者號”專注於永久陰影隕石坑，以更深入地研究這一髮現，並於 1998 年發現，月球表面從未暴露在陽光下的區域存在最大的氫濃度。結果表明，月球兩極存在水冰。然而，這些圖像分辨率較低，因此無法得出有力的結論。
布朗大學的研究人員於2008年重新研究了阿波羅樣本，他們在微小的火山玻璃中發現了氫。由於今天月球上沒有火山噴發，這一髮現提供了證據，表明在月球遠古時代火山噴發時，月球上曾存在水。此外，保存下來的氫為月球水的起源提供了線索：如果它來自噴發的火山，那麼它一定來自月球內部。這一髮現表明，水自月球存在之初就一直是月球的一部分——甚至可能從月球形成之初就存在。
“月球觀測和傳感衛星”（LCROSS）和“月球勘測軌道器探測器”(LRO)於 2009 年一起發射。“月球觀測和傳感衛星”故意向一個據信含有水冰的隕石坑發射了一枚拋射物，並飛過拋射物撞擊產生的塵埃。研究發現進一步證明，水以冰的形式存在於月球永久陰影區域內。
2020 年，
NASA 宣佈在陽光照射下的月球表面發現了水。來自平流層紅外天文台(SOFIA) 的數據顯示，在克拉維斯隕石坑中，一立方米的月球表面土壤中，水的濃度大致相當於一瓶12盎司（約340克）的水。這一髮現表明，水可以分布在月球表面，甚至在陽光照射的部分，而不局限於寒冷、黑暗的區域。
史一蓬教授指出，對未來而言，在月球上氧氣和水的循環利用將逐步為開發月球資源和礦藏，探測更遙遠的天體奠定基礎。
他說：“要逐步建立長期有人值守的月球基地，首先需要確保在月球上可以長久生活，比如氧氣和水的循環利用。發現水後，需要將生命維持裝置運到月球，建立月球基地，開發月球資源。而在實現長期生活後，就可以開發月球上的礦藏，將稀有資源運回地球。接下來，可以在月球上建立探測深空的前進基地，發射飛船或探測器前往更遙遠的天體。”
NASA強調，月球是太陽系科學和系外行星研究的基石。瞭解月球有助於我們瞭解其他行星的演化過程以及塑造其表面的過程。它還有助於人類瞭解月球對地球的影響、古代太陽的記錄，並作為研究宇宙其餘部分的平台。
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