人類和科學的新紀元――阿波羅11號任務都帶來了什么樣的科學成果?

小說:博彩游戲導航網站大全_博彩游戲 - 2018澳門正規博彩導航作者:杜卓更新時間:2019-08-19字數:26230

人類和科學的新紀元――阿波羅11號任務都帶來了什么樣的科學成果?


(圖片:NASA)

尼爾?阿姆斯特朗在月球上踏出第一步的時刻標志著人類和科學的新紀元。

阿波羅11號任務帶回來的49磅(22公斤)月球巖石和月球塵埃提供了一個珍貴的物質寶庫,這些物質為我們打開了了解另一個世界的大門,除此之外,科學家們還收集了太陽系早期和地球形成過程的信息,并梳理出對地月之間關系的新理解。

1970年1月,在第一批月球樣本從月球返回后僅僅6個月,《科學》雜志就發表了一期關于月球科學的雜志,里面的近150篇科學論文討論了月球的新發現,其中大部分集中在月球樣本的研究上。

但當阿波羅計劃宇航員停止將月球巖石運回地球時,月球科學也并沒有因此結束。隨著儀器越來越先進,技術越來越精細,科學家們得以繼續從古老的月球巖石中收集新的信息。

讓我們來看看從阿波羅11號和后續任務收集到的一些關鍵科學成果吧。

月球表面是固體

在宇航員著陸之前,來自地球和其他著陸器的觀察表明,月球表面覆蓋著一層很細的塵埃物質,科學家們也沒有辦法確定月球表面環境對人類探索活動來說到底安不安全。這種物質很可能會像流沙一樣流動,也可能會被破壞性的碎片覆蓋著。在宇航員巴茲?奧爾德林(Buzz Aldrin)發表評論之前,月球風化層仍然是個謎,奧爾德林當時正在離月球地表約40英尺的高空,他描述了登月艙撞擊月球表面的過程如何攪動起月球塵埃。

與后續任務不同,阿波羅11號沒有攜帶任何從月球表面以下采集樣本的實驗。相反,這次任務依靠的是宇航員在探索月球時的觀察結果以及他們帶回的月球表面樣本。結合宇航員們的觀測結果與航天器的遙測數據,科學家們才得以對月球表面做出初步的結論。

其中,這些結論指出,月球表面由微小的塵埃顆粒和較大的角狀巖石混合組成。一些巖石位于月球表面,而另一些則部分或完全埋在月球塵土中。在月球表面,風化層的顏色和亮度似乎會隨著觀測角度的變化而變化,但科學家們在地球的實驗室里卻沒有觀察到這種現象。受宇航員和宇宙飛船干擾的月球區域也比月球的原始區域要更暗。

被風化層覆蓋的月球

月球的風化層包括細小的灰色塵埃和當地基巖的巖石碎片。據報道,阿波羅11號的樣本還含有火山玻璃(松脂石)碎片。由于月球缺乏稠密的大氣層,所以月球表層風化層直接暴露在微隕石撞擊和太陽風輻射的影響之下。持續不斷的微隕石撞擊撞碎了巖石,融化了風化層塊,使其變成一塊塊小玻璃碎片。

月球塵埃具有令人難以置信的“侵略性”,它侵入了登月艙的角落和縫隙,宇航員的宇航服,甚至樣本采集箱的密封條。宇航員們很容易就能踢起這種細粒物質,這種物質會附著在它接觸到的任何東西上,因為風化層的電荷會產生一種“靜電附著”效應,這使它更難被清除。

重要的塵埃

在歷史性的阿波羅11號任務之前,美國宇航局的科學家們就已經意識到登月艙在返回地球時可能會揚起很多灰塵,這樣的話留下來的月球科學實驗將會布滿灰塵。為了確定這些科學實驗表面究竟會有多少塵埃,奧布萊恩設計了月球塵埃探測器(LDD),這是一個用于其他更大型實驗的小型附加設備,它可以測量沉降在儀器表面的塵埃量,不論是宇航員返航揚起的塵埃,還是來自其他來源的塵埃(比如隕石撞擊產生的塵埃)。

奧布萊恩在一封電子郵件里說,LDD使研究人員能夠確定,導致被動式地震儀早期過熱(對于地震儀來說非常致命)的不是輻射,而是登月器返航時揚起的灰塵。阿波羅11號任務的這個測量結果影響了科學儀器在后續任務中的放置位置,后續宇航員放置地震儀的位置距離登月艙遠了近10倍。

月球和地球一樣,也有月殼,月幔和月核

盡管阿波羅11號的被動地震實驗只持續了三周,但它為月球地震學提供了第一批有用的數據。阿波羅11號、12號、14號、15號和16號任務期間部署的地震儀探測到的月球地震也進一步向我們揭示了月球內部構造。

據馬里蘭州NASA戈達德太空飛行中心的行星科學家大衛?威廉姆斯(David Williams)說,阿波羅11號任務的儀器顯示,月球內部的實心相對較小,其直徑不到月球半徑的25% 。

地震儀還讓科學家們更好地了解了月球的外層,科學家們確定,月球月殼的厚度在37英里到44英里(60-70公里)之間,大約是地球平均地殼厚度的三倍。地震儀還在月殼中測量了隕石撞擊和地震波。

古老的月球,古老的環形山

從月球帶回的樣本幫助科學家確定了月球和月球表面的年齡,測量結果顯示,月球在太陽系的早期就已經形成。行星科學研究所的行星科學家威廉?哈特曼(William Hartmann)在一封電子郵件中說:“阿波羅11號的第一批樣本同樣也顯示月球大約有45億年的歷史?!?/p>

總的來說,阿波羅計劃任務中收集到的巖石年齡范圍從深色瑪麗亞盆地的32億年到淺色崎嶇高地的46億年不等。

阿波羅任務帶回的樣本也幫助科學家確定了月球上多個隕石坑的年齡。在那之前,地質學家只能收集到撞擊地點的相對年代信息。但有了阿波羅號的樣本,他們可以直接確定取樣區域的年齡,然后計算出未取樣盆地的大致年齡。

這項工作也為更好地了解其他更遙遠的天體作了鋪墊。通過在阿波羅11號和后續任務中確定月球隕石坑的年齡,科學家們已經能夠估算出太陽系中的其他隕石坑的年齡。

例如,火星受到的隕石撞擊次數應該和地球差不多,這樣研究人員就可以用從月球地貌中提取的年代信息來確定不同火星地貌的年代。就連冥王星的隕石坑估計年代都是根據月球上的隕石坑測量信息得來的!

月球的巖石沒有生命,而且是潮濕的,很像地球的巖石

科學家們分析了月球樣本,以尋找是否存在(或曾經存在過)有機物質,但他們什么也沒有發現。唯一的非生物有機物質(比如氨基酸)痕跡都非常微弱,而且它們是由太空隕石帶到月球上的。

在這些月球樣本到達地球幾十年之后,科學家們又重新分析了一些阿波羅月球巖石,包括阿波羅11號任務采集的一些巖石,并在這些樣本中發現了微量的水。研究人員確定,這些水是由彗星或隕石撞擊帶到月球表面的。

這些樣本還告訴科學家,月球巖石和地球巖石有著很高的化學相似性。此外,這兩種巖石和火星隕石和小行星帶的隕石都有著顯著的不同。

這個現象使得哈特曼和他的同事唐?戴維斯(Don Davis)在1974年提出了這樣的一個理論:地球早期曾經發生過一次災難性的撞擊,而月球則是由這次撞擊造成的地球碎片形成的。他們的這個理論目前仍然是月球形成的主要理論。

月球正在慢慢遠離地球

阿波羅號宇航員在月球表面留下的其中一個實驗就是激光測距反光鏡實驗。通過使用大型地球望遠鏡向這種特別定制的鏡子發射激光束,科學家們可以精確地測量地月距離。

除了提高科學家們對月球軌道和自轉的認識,該實驗還發現,月球正在以每年1.5英寸(3.8厘米)的速度遠離地球。

威廉姆斯說,激光測距反光鏡“是阿波羅11號唯一仍在進行的實驗,因為它只是一組反射地球激光脈沖的鏡子,它不需要任何動力?!?/p>

發生變化的太陽風

以阿波羅11號任務為首,當初有幾個阿波羅任務都部署了太陽風成分實驗,該實驗由一種鋁箔片構成,這種鋁箔片被安裝在一根面向太陽的桿子上。而太陽風是太陽向外發出的一種帶電粒子,它會穿過太陽系,對所有行星和衛星的環境都會造成影響。

為了更好地了解太陽風中有什么粒子,宇航員展開了箔片,讓它在陽光下暴曬77分鐘,然后收起來,帶回地球,科學家們隨后會在地球對它進行化學分析。后續的阿波羅宇航員也做了相同的事情。

這些鋁箔片可以讓科學家們測量輕惰性氣體的同位素,以了解太陽風在阿波羅計劃任務期間的組成變化,這些變化與太陽風強度的變化相對應。

捕鱼达人之深海狩猎

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發布時間:2019-08-19 00:29:44

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編輯:通王戲杜

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