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通过月球陨石来触摸星空,了解月球背面软着陆,一起用科学的姿势来赏月

如何用科学的姿势来赏月?2022年中秋佳节,一群科学家和“寻找未来科学家”活动的学生代表,齐聚由世界顶尖科学家…

如何用科学的姿势来赏月?2022年中秋佳节,一群科学家和“寻找未来科学家”活动的学生代表,齐聚由世界顶尖科学家协会上海中心、上海市青少年科学研究院和上海市科技艺术教育中心主办的“科学沙龙”,感受了一次不一样的中秋赏月。

【一睹月球陨石的“容颜”】

9月9日,国家航天局、国家原子能机构联合发布了嫦娥五号最新科学成果:中国科学家首次在月球上发现新矿物,并命名为“嫦娥石”。该矿物是人类在月球上发现的第六种新矿物,我国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。

上海市天文学会副秘书长、上海天文馆展教中心网络科普部部长施韡,现场展示了一张同样来自嫦娥五号捎回的月壤的图片。月壤是研究月球形成演化最重要的实体。为保证月球样品的“原汁原味”,从离开月球开始,它就受到严格的保护。2021年,这9毫克的珍贵月壤样品,被封装在水晶球中,从此入驻上海天文馆“征程”展区。

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上海天文馆月球样品

有一种天文假说认为,月球形成之后的4.1-38亿年间,正是太阳系的混乱时期,无数石块在行星间乱窜,当它们撞击月球时,巨大的能量会将月壳物质抛向太空,一部分月球岩石在地球引力作用下飞向地球,其中极少数变成了月球陨石。

上海市天文学会理事、陨石收藏家张勃,现场带来了三块月球陨石。“这颗形似爱心的陨石,特别契合这句话:月亮代表我的心,是我在撒哈拉牧民手里发现的。”

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“心形”月球陨石

一块夹杂着绿色玻璃的月球陨石,也是很不常见的。有一个假说认为,大约46亿年前,一颗大小与火星差不多的星体与地球相撞,产生了大量熔岩碎片和尘埃,后来形成了月球。在张勃看来,这颗月球陨石可能是那次撞击的一个佐证。“这是我在慕尼黑开会的时候,从一个俄罗斯收藏家手中换回来的。”

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夹杂着绿色玻璃的月球陨石

第三颗月球陨石看似不起眼,但其钙长石含量和碎裂结构与阿波罗16号月岩样品相似,可能是从那个区域被撞出来的。

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这一月球陨石的钙长石含量和碎裂结构与阿波罗16号月岩样品相似

【如何在月球背面软着陆】

“可以说,我一直跟月亮打交道。”中国科学院上海技术物理研究所研究员何志平在演讲中说。他和团队成员研制的光谱与成像探测仪已成功应用于我国“嫦娥工程”。目前,他正在主持嫦娥七号和天问二号光谱探测有效载荷的研制工作。

目前为止,人类探测月球活动已经有130多次,其中成功到达月球表面、开展月球巡视活动和采样返回达22次,分别由美国、苏联以及中国完成。

在月球背面软着陆是一道世界性难题。上海技术物理研究所研制的“月背软着陆激光导航避障敏感器”,是国际上首次投入月背软着陆任务的高精度实时导航与三维避障载荷。“嫦娥四号以测距敏感器为导航仪,在距离月球100米悬停时,再由三维成像敏感器探测地形,寻找最合适的落月点。”何志平介绍。

“嫦娥五号的月球矿物光谱分析仪,光谱范围拓展到了3.2微米,具备了探测水化合物的能力。”何志平说,由于长期没有人类活动,嫦娥五号落月区的月面是原生态的,对采样前后的光谱和图像信息进行比较,有利于月球演化的科学研究。

【科学的真谛:保持好奇心】

“我们探索月球究竟是为了什么,有用当然是很重要的,但人类的成长很多时候是好奇心所驱使。我觉得科学最好的事情,就是让人类知道未知。”华东师范大学教授、全球青年化学家元素周期表硫元素代言人姜雪峰说。

“在很多年前,登上月球这种事情是难以想象的,但人类做到了。如今有了人工智能,人们可能又会‘胡思乱想’一些看上去不太可能的事情,但这个‘胡思乱想’正是一些科学研究的源头。”复旦大学芯片与系统前沿技术研究院教授王建禄说,他相信,未来到月球旅游,也是有可能实现的。

上海科技大学物理科学与技术学院助理教授曹克诚说,他的一位导师一生都在研究电子显微成像,现在快90岁了,仍然在办公室做研究。“我问他研究什么?他说和电子打了一辈子交道,现在就好奇电子为什么有质量、质量的来源是什么。”曹克诚感慨地说,这正是探索的真正含义,在于我们本身的好奇心。

说到发现的好奇心,上海交通大学转化医学院长聘教授董佳家特别有感触,讲了一个核酸检测用到的PCR技术的故事。这一技术由凯利·穆利斯发现,其中用到的酶必须能在高温下工作,而另一位微生物学家汤姆斯·布洛克的发现,启发了穆利斯。布洛克在美国黄石公园度假,碰巧遇到护林员在讲解“热泉美丽的颜色是因为蓝细菌”,他立刻被激发了好奇心,想知道微生物怎么能在这么高的温度下生存。后来发现,这些微生物的生长速度快得惊人,一个种群可以在2小时内翻倍。穆利斯从这一工作中收到启迪,获得了PCR技术所需的关键聚合酶,从而开启了分子生物学的新时代。

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作者: 小蜗牛

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