6月15日，國際科學(xué)期刊《自然·通訊》在線發(fā)布了我國嫦娥五號的一項重要研究成果，中國科學(xué)院國家天文臺研究員李春來、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，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，在國際上首次將月球樣品的實驗室分析結(jié)果和月表就位探測的光譜數(shù)據(jù)相結(jié)合，檢驗了月球樣品中水的有無、形式以及含量多少，回答了嫦娥五號著陸區(qū)水的分布特征和來源問題，為遙感探測數(shù)據(jù)中水的信號解譯和估算提供了地面真值。
精心設(shè)計避免探測數(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議，同時也一直是月球科學(xué)研究的熱點(diǎn)。在嫦娥五號任務(wù)立項論證之初，研究團(tuán)隊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，并實現(xiàn)了國際上首次月表水光譜吸收特征的就位探測(即原位探測)。
為了避免發(fā)動機(jī)羽流和太陽風(fēng)轟擊月表時產(chǎn)生的動態(tài)“水”(羥基)給就位光譜分析帶來影響，研究團(tuán)隊對獲取就位探測光譜數(shù)據(jù)的時機(jī)進(jìn)行了精心設(shè)計：探測時機(jī)選擇在著陸6小時后，以避免嫦娥五號探測器著陸時發(fā)動機(jī)羽流的影響;探測時間選擇在月面溫度最高(約62—87攝氏度)的正午，這是因為正午月球溫度最高，最大限度地?fù)]發(fā)了月表的動態(tài)“水”;光譜測量時月球(著陸區(qū))正處于地球磁場的保護(hù)中，屏蔽了太陽風(fēng)，避免了太陽風(fēng)轟擊產(chǎn)生動態(tài)“水”(羥基)的影響因素。
在這種環(huán)境下，嫦娥五號光譜儀能夠獲得“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)隊發(fā)現(xiàn)嫦娥五號著陸區(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中起到重要作用
月球樣品返回地球后，研究團(tuán)隊在實驗室對返回月球樣品進(jìn)行了系統(tǒng)分析，實驗室光譜分析再次驗證了羥基水的存在，但對“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巖，膠結(jié)玻璃含量很少(不足16%)，僅為阿波羅11號月球樣品的1/3，由此估算嫦娥五號月壤樣品中來自太陽風(fēng)注入膠結(jié)玻璃形成的“水”不多于18ppm。
同時，嫦娥五號著陸區(qū)月壤樣品中外來撞擊濺射物含量也非常低，對月壤樣品中“水”的貢獻(xiàn)基本可以忽略不計。因此，嫦娥五號月壤樣品中肯定存在來源于月球內(nèi)部的原生水。對嫦娥五號月球樣品的實驗室分析，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 重要研究成果 中國科學(xué)院 國家天文臺
