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填補月背研究歷史空白 嫦娥六號挖回月壤成分揭秘

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填補月背研究歷史空白  嫦娥六號挖回月壤成分揭秘
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填補月背研究歷史空白 嫦娥六號挖回月壤成分揭秘

2024年09月17日 16:24 最後更新:16:35

適逢中秋月圓,央視記者從中國科學院國家天文台獲悉,中國科學院國家天文台李春來、中國探月與航太工程中心胡浩、北京控制工程研究所楊孟飛領導的聯合研究團隊在《國家科學評論》(National Science Review, NSR)發表了「嫦娥六號」回傳月球樣本的首篇研究論文,當中闡述了月壤樣本的詳細特徵。

論文中指出,「嫦娥六號」回傳樣本具有較低密度,顯示其結構較鬆散,孔隙率較高。顆粒分析顯示,月壤的粒徑呈現雙峰式分佈,暗示樣本可能經歷了不同物源的混合作用。與「嫦娥五號」樣本相比,此次樣本中斜長石含量明顯增加,而橄欖石含量顯著減少,顯示該區域的月壤明顯受到了非玄武質物質的影響。

「嫦娥六號」帶回樣本的典型圖像。

「嫦娥六號」帶回樣本的典型圖像。

此外,「嫦娥六號」採集的岩屑碎片主要由玄武岩、角礫岩、黏結岩、淺色岩石和玻璃質物質組成。其中,玄武岩碎片佔總量30%至40%,其礦物以輝石、斜長石和鈦鐵礦為主,橄欖石含量極低。角礫岩和黏結岩由玄武岩碎屑、玻璃珠、玻璃碎片以及少量的斜長岩和蘇長岩等淺色岩石碎屑物質構成,進一步揭示了樣本來源的複雜性。

礦物分析顯示,「嫦娥六號」月壤樣本的主要物相組成為斜長石(32.6%)、輝石(33.3%)和玻璃(29.4%),其中玻璃含量接近阿波羅樣本的下限。此外,樣本中還檢測到少量的斜方輝石,暗示了非玄武質物質的存在。

地球化學分析進一步揭示,「嫦娥六號」樣本中的鋁氧化物(Al₂O₃)和鈣氧化物(CaO)含量較高,而鐵氧化物(FeO)含量相對較低,這與月海玄武岩和斜長岩混合物的特徵一致。

經過6次Apollo任務、3次Luna任務和1次「嫦娥五號」任務,從月球表面帶回380公斤樣本,所有樣品均來自月球正面。

經過6次Apollo任務、3次Luna任務和1次「嫦娥五號」任務,從月球表面帶回380公斤樣本,所有樣品均來自月球正面。

此外,樣本中的釷(Th)、鈾(U)和鉀(K)等微量元素含量顯著低於KREEP玄武岩,與位於月球正面風暴洋克里普地體中的「阿波羅任務」和「嫦娥五號」任務的樣品表現出了巨大差異。

據了解,人類在探索月球的征途中,曾先後經過6次Apollo任務、3次Luna任務和1次「嫦娥五號」任務,從月球表面帶回380公斤樣本。然而,所有這些樣品均來自月球正面。

中國「嫦娥六號」任務首次完成人類從月球背面採樣的壯舉,帶回1935.3克珍貴樣本。這次採樣任務的著陸點位於月球背面南極—艾特肯(South Pole-Aitken,SPA)盆地。採樣點位於SPA盆地內部阿波羅撞擊坑邊緣,該區域月殼極薄,可望揭露月球背面早期撞擊盆地的原始物質。

「嫦娥六號」樣本不僅包括了記錄火山活動歷史的玄武岩,還混合了來自其他區域的非玄武質物質。這些樣本,如同月球遠古時期的「信使」,為研究月球早期的撞擊歷史、月球背面火山活動、及月球內部物質組成提供了重要的第一手資料。

6月4日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號取樣回放畫面。(新華社)

6月4日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號取樣回放畫面。(新華社)

「嫦娥六號」帶回的月球背面樣本不僅填補了月球背面研究的歷史空白,更為研究月球早期演化、背面火山活動和撞擊歷史提供了直接證據,也為理解月球背面與正面地質差異開闢了新視角。

隨著對這些樣本的深入研究,可望不斷加深對月球內部結構、物質成分及形成演化過程的理解,並推動月球及行星科學的蓬勃發展。




毛拍手

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

不久前,一架無人機從八達嶺美食城出發,緩緩降落在長城南城延長線的南九城樓。這架無人機裝的不是軍事武器,而是外賣。全國各地多個景點都在打造無人機配送航線,包括深圳「世界之窗」、安徽的黃山等。

今年初,國家把低空經濟寫入政府工作報告,無人機配送就是低空經濟的典型落地應用,美團、順豐、京東、大疆等企業都在加速部署無人機配送。

八達嶺長城景區與美團合作開闢了北京首條無人機物流配送航線。

八達嶺長城景區與美團合作開闢了北京首條無人機物流配送航線。

去年底,八達嶺長城南城延長線的南九城樓,終對外開放。這段長城保留了原始風貌,讓大家去戶外徒步、探險穿越、旅遊拍攝等,但此區域沒任何商業設施,也沒補給飲用水等物資,遇上突發狀況如需要藥物、消毒水等就更棘手。為解決此難題,八達嶺長城景區與美團合作開闢了北京首條無人機物流配送航線。

在南九樓有微信二維碼,遊客直接掃碼可進入到下單頁,裡面有雨傘、防曬帽、冰飲等商品,但比較重的商品如12瓶一箱的礦泉水,目前還沒法實現,因無人機載重設定在2.3kg,美團大數據分析指,可滿足90%以上遊客需求。遊客下單後,無人機地勤人員會到附近的商家取餐,然後進行稱重,再把餐箱掛到無人機上。接著啟動無人機,依既定航線飛行,原本需步行50分鐘的路線,無人機只用直線距離飛約1公里,5分鐘就能送到遊客手中;回程時,還會把產生的垃圾帶回。這項無人機配送服務現時起送費為15元,配送費為4元,跟平時外賣點單的價格相若。以後會否有變化,現還沒定論。

無人機會飛越九座烽火台送外賣。

無人機會飛越九座烽火台送外賣。

多個大城市都已在搞無人機配送,形成一股風潮。今年8月,深圳龍華區北站中心公園航線開通,遊客只需用手機下訂單,商家出貨後數分鐘就會由無人機將商品送到公園裡的遊客手中,據說肯德基、霸王茶姬、奈雪的茶等成為首批接入商家。珠海、無錫、湛江、海口等都在加速搞無人機配送。

有人擔心搶走外送員「飯碗」,但事實上無人機還做不到直接送餐到家門口。目前無人機配送多應用在較特殊場所,集中「急、難、險、貴」等場景。

「貴」方面,主要在個人化配送上。今年廣西賀州政府找深圳市無人機產業協會,因當地的黃金珠寶產業園每天要送大量珠寶到深圳,時效性要求高,但用貨運汽車走公路需要6、7個小時,且風險大,需派人押運。如用無人機配送,大概只需一個多小時,且風險較低。

無人機配送的「軍備競賽」亦已展開。截至2023年底,全國共有無人機營運企業1.98萬家,無人機生產廠商則達2,200家,主要做無人機配送的企業有順豐、美團、大疆、京東等。其中,順豐和美團表現較突出。

順豐早在2018年就拿到首張無人機航空運作許可證,然後就把無人機配送擴至醫療物資、搶險救援、生鮮冷鍊等。

順豐早在2018年就拿到首張無人機航空運作許可證,然後就把無人機配送擴至醫療物資、搶險救援、生鮮冷鍊等。

順豐早在2018年就拿到首張無人機航空運作許可證,然後就把無人機配送擴至醫療物資、搶險救援、生鮮冷鍊等。美團則提供3公里、15分鐘的標準配送服務。順豐旗下的無人機物流公司豐翼科技,今年6月日均運輸單量突破2萬宗,比年初翻了一倍;而美團無人機在上海、深圳、廣州等城市開闢了31條航線,完成逾30萬宗訂單。  

不過,無人機的穩定性、安全性、隱私性、經濟性等問題仍備受關注。去年6月,美團無人機發表第四代新機,是專注於城市低空物流配送的多旋翼機型,可在「零下20至50度」的中雨、中雪、6級風、夜晚等環境中穩定飛行;豐翼亦推出方舟40無人機,聲稱可抗7級大風,在大雨天也能正常作業,自備降落傘可緊急備降。惟影響無人機穩定配送的因素太多,包括導航系統不夠精確、網路訊號不夠穩定、機身不夠耐久等,自然環境僅其中一個因素。

安全性方面,去年常州一男子在農田操作大疆T50無人機播撒化肥時,因疏忽沒確認安全範圍便操作起飛,結果導致無人機槳葉打到路人致死亡事件。雖然工作人員每天都做起飛前的調試、檢查等,但無人機起飛存在太多不確定性,更重要是在設計上增加備用系統,如增加備用動力、控制和能源系統等。另許多無人機都配備內建或外接攝影機,帶來一定隱私風險,包括在飛行過程中可能收集大量數據,包括個人影像和影片。

經濟性也是難關。順豐速運集團副總裁李東起認為,無人機物流配送其實是跟地面交通競爭,成本不能高於地面運輸的30%,節省時間應超過4小時,才能反映其應用價值。

今年4月,工信部賽迪研究院發布低空經濟發展研究報告顯示,2023年中國低空經濟規模達5059.5億元,增速33.8%,2030年可望達2兆元。從宏觀看,無人機企業能否解決這些難題,關鍵在於各城市能否把配套建設好,也是城市間的「低空經濟」大比拼。

無人機配送的整個流程,涉及起飛降落點、充電站、信號塔等多個基礎設施,提升5G建設可支撐無人機訊號的即時傳輸;另無人機配送要開拓航線,也要經嚴格審批,起飛須取得許可,因如果沒管控,以後無人機配送訂單量激增,空中估計到處都是交通事故。目前,全國無人機配送管控未完全開放,僅在局部試行。未來如何優化管理體系,還需看管理方的智慧;加上無人機配送免不了會超視距飛行和在人群上空飛行,國外對此是普遍禁止的,因易造成事故,一旦發生意外,也難界定責任,故需國內相關部門進行法規改善。

深圳不少公園航線開通,遊客只需用手機下訂單,商家出貨後數分鐘就會由無人機將商品送到公園裡的遊客手中。

深圳不少公園航線開通,遊客只需用手機下訂單,商家出貨後數分鐘就會由無人機將商品送到公園裡的遊客手中。

因此,各城市在無人機配送的基礎建設、管理和法規上還要進一步完善。但深圳這方面已走在前面了。深圳被稱為「無人機之都」,也是國內在公園景區無人機配送覆蓋最廣的城市。截至2024年6月,深圳已建成低空起降點249個、開通無人機航線207條。2025年底,深圳市將建成1,000個以上低空飛行器起降平台;開放無人機適飛空域佔比或突破75%,低空商業航線總數突破1,000條。

在海外,2013年亞馬遜公佈了Prime Air的8翼無人機,能運輸一件五磅重快遞;2014年,GoogleX部門首次推出無人機送貨服務,沃爾瑪則是目前美國無人機送貨業務範圍最大的零售商。中國的無人機配送,還有一段路要走。

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