6月15日，國(guó)際科學(xué)期刊《自然·通訊》在線發(fā)布了我國(guó)嫦娥五號(hào)的一項(xiàng)重要研究成果，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員李春來、劉建軍和上海技術(shù)物理研究所研究員舒嶸領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，與地質(zhì)與地球物理研究所、物理研究所、地球化學(xué)研究所等單位合作，在國(guó)際上首次將月球樣品的實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果和月表就位探測(cè)的光譜數(shù)據(jù)相結(jié)合，檢驗(yàn)了月球樣品中水的有無、形式以及含量多少，回答了嫦娥五號(hào)著陸區(qū)水的分布特征和來源問題，為遙感探測(cè)數(shù)據(jù)中水的信號(hào)解譯和估算提供了地面真值。
精心設(shè)計(jì)避免探測(cè)數(shù)據(jù)受到影響
月球有沒有水、有多少水、水是什么形式的、又來自哪里，這些問題一直存在著很大的爭(zhēng)議，同時(shí)也一直是月球科學(xué)研究的熱點(diǎn)。在嫦娥五號(hào)任務(wù)立項(xiàng)論證之初，研究團(tuán)隊(duì)就提出將著陸器上的月球礦物光譜分析儀光譜范圍拓展到3.2微米，并實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上首次月表水光譜吸收特征的就位探測(cè)(即原位探測(cè))。
為了避免發(fā)動(dòng)機(jī)羽流和太陽風(fēng)轟擊月表時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)“水”(羥基)給就位光譜分析帶來影響，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)獲取就位探測(cè)光譜數(shù)據(jù)的時(shí)機(jī)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)：探測(cè)時(shí)機(jī)選擇在著陸6小時(shí)后，以避免嫦娥五號(hào)探測(cè)器著陸時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)羽流的影響;探測(cè)時(shí)間選擇在月面溫度最高(約62—87攝氏度)的正午，這是因?yàn)檎缭虑驕囟茸罡撸畲笙薅鹊負(fù)]發(fā)了月表的動(dòng)態(tài)“水”;光譜測(cè)量時(shí)月球(著陸區(qū))正處于地球磁場(chǎng)的保護(hù)中，屏蔽了太陽風(fēng)，避免了太陽風(fēng)轟擊產(chǎn)生動(dòng)態(tài)“水”(羥基)的影響因素。
在這種環(huán)境下，嫦娥五號(hào)光譜儀能夠獲得“干凈”的“水”吸收光譜，經(jīng)過嚴(yán)格的校正處理和分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)嫦娥五號(hào)著陸區(qū)月壤中明顯含有羥基形式的“水”，但平均含量較低，濃度僅為約30ppm(百萬分之一)。
水在月球晚期巖漿活動(dòng)中起到重要作用
月球樣品返回地球后，研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)返回月球樣品進(jìn)行了系統(tǒng)分析，實(shí)驗(yàn)室光譜分析再次驗(yàn)證了羥基水的存在，但對(duì)“水”的存在形式、含量和來源等方面的研究，則需要詳細(xì)的礦物巖石學(xué)分析。
此前，在對(duì)阿波羅月球樣品研究后，研究人員認(rèn)為月壤中(撞擊)膠結(jié)玻璃包含了太陽風(fēng)長(zhǎng)期注入形成的羥基物質(zhì)，膠結(jié)玻璃的含量是影響月球樣品中“水”含量的重要因素。
我國(guó)返回樣品的實(shí)驗(yàn)室分析表明，嫦娥五號(hào)月球樣品是一類年輕玄武巖，膠結(jié)玻璃含量很少(不足16%)，僅為阿波羅11號(hào)月球樣品的1/3，由此估算嫦娥五號(hào)月壤樣品中來自太陽風(fēng)注入膠結(jié)玻璃形成的“水”不多于18ppm。
同時(shí)，嫦娥五號(hào)著陸區(qū)月壤樣品中外來撞擊濺射物含量也非常低，對(duì)月壤樣品中“水”的貢獻(xiàn)基本可以忽略不計(jì)。因此，嫦娥五號(hào)月壤樣品中肯定存在來源于月球內(nèi)部的原生水。對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品的實(shí)驗(yàn)室分析，發(fā)現(xiàn)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(hào)月壤樣品中存在來自巖漿結(jié)晶過程的“水”，說明“水”在月球晚期巖漿活動(dòng)過程中不僅存在，而且可能起到了非常重要的作用。
關(guān)鍵詞： 嫦娥五號(hào) 重要研究成果 中國(guó)科學(xué)院 國(guó)家天文臺(tái)
