比中国更强!印度月船三号上自然杂志,四号采集:一次5千克月壤

猫猫爱知识 2024-08-27 21:08:54

以为没有什么成果,结果印度还是给大家来了一个惊喜,印度月船三号任务发布新成果了,并且在8月下旬登上了《自然》杂志,同时,印度公布了月船四号任务的规划,让不少人也是惊呆了,印度居然要一次性超越中国的采集量,这是什么情况?

没错,印度月船四号的目标很大,采集样品的数据令人惊讶,印度在今年的自己国家航天日上,可以说很高调,开启了自己的狂欢模式。

这究竟是怎么回事?不得不说,印度这到底是在“画饼”,还是实际性的确定下来的要求呢?下面来一步一步看看,先看看印度发布的新成果,月船三号给大家的新成就。

印度月船三号上自然杂志

没错,印度发布这些成果可以说完全是站在本国航天日上来制定的一样,早不发,晚不发,恰好就在这个时间节点上,至少从我个人的角度来讲,应该不是巧合,而且还公布了大规模的月球照片,选了几张,大家看看就行,就是配图。

从这些照片可以看得出来,印度在月船三号任务上实现的成果虽然不是很多,但是对着陆区的一些月球表面状态拍摄还是很明显,包括自己的月球车留下的印记等等,都是可以清晰看到月表留下的。

所以,月船三号任务在成功的时候,印度真的是非常疯狂,高兴的宣布,认为自己取得了重大成功。

的确也是,印度月船三号也算是“一波三折”,成功不容易,前两次任务都没有很好的结果,而这一次印度的成果登上自然杂志,也说明了还是值得认可这一次任务。

那到底是什么成果呢?其实这个成果也是此前人类发现过的,那就是印度的月船三号任务数据支持了这样一种观点,即月球曾被熔岩海洋覆盖。

“月船3号”于2023年7.14时段发射升空,其“维克拉姆”着陆器于8.23时段成功在月球着陆,其“维克拉姆”着陆器高约2米、重约1700公斤,携带了一辆26公斤的月球车——Pragyan。

而这一次的数据就是来自于Pragyan在10天内收集的数据,从温度到地震的相关测量数据,还研究了月球风化层(覆盖大部分月球表面的精细物质)的化学成分,月球车通过部署阿尔法粒子X射线光谱仪(APXS),在月球表面不同位置进行了23次探测。

最终印度科学家在分析了APXS收集的23个样本数据之后,并利用这些信息确定了月球风化层包含的元素及其相对丰度,从而揭示了月壤的矿物成分——含铁斜长岩,同时它发现的矿物质进一步证明,月球表面在其形成后不久就完全熔化了,并形成一片岩浆海洋。而这一次的成功也证实了美国阿波罗计划任务之中的一个假说。

那就是美国“阿波罗11号”收集的岩石样本,于1970年提出了月球存在岩浆海洋的假说,该假说认为,月球早期曾发生过全球性熔融,形成了很深的岩浆海洋。

随着岩浆海洋冷却,密度较低的含铁斜长岩浮到月球表面,较重的矿物则下沉形成月幔,而此次探月,“月船3号”的上述发现支持了这一假说。

同时也证实了苏联发射的月球 20 号探测器带回来的月球样品成果。所以,印度月船三号把美俄的登月成就都书写了,这还是值得肯定的。

不过,印度在这一次的研究之中发现了不一样的情况,那就是与钙相比,样本中镁的含量更高,表明月球较深部位的镁铁质物质已混合到风化层中,而这个原因印度的研究人员将这归因于月球南极-艾特肯盆地的形成,该盆地的边缘距离“月船3号”着陆点350公里。

是因为撞击物会深入月表以下,致使更深层的富含镁的物质大范围散布,略微改变了如今采集样本的风化层,但南极-艾特肯盆地似乎主要由辉石组成,与此次样本数据不太吻合,研究人员表示,要了解这个问题,可能得将样本带回地球分析。

所以,这也说明了印度可能要在新一轮的任务上开启新历程。这不,也就出现了月船四号的问题了,这也是印度下一次的探月任务,要进行月球采样,然而,这一次的月球采样目标,也是要创造奇迹了。

印度月船四号采集样品,比中国更强

没错,印度从公布的月船四号情况来看,的确比中国更疯狂,特别是采集样品的问题上,要多不少。不过,印度也要继承在月船三号上面对的问题,那就是自己的“火箭”问题,依然要在新一轮的计划之中,运用GSLV MkIII有限的运力火箭,这对印度来说,必然是挑战。

在印度月船三号任务之中,该火箭由于运载能力有限,导致任务的变轨,推进很吃力,而月船四号采取这样的模式,预计是要进行多次的对接和分离过程。

我这里先给大家介绍一下关于GSLV MkIII的情况,该火箭一级是两个S200固体助推器,直径3.2米,长度25米,分三段携带了207吨HTPB固体推进剂,据称是全球第三大固体火箭助推器,推力约500吨,二级火箭是L110,是两台Vikas发动机拼起来的版本,并联推力157吨,比冲262秒(海平面),三级火箭则是C25,由 CE-20 提供动力,这是ISRO开发的低温燃料火箭(液氢液氧),使用的燃气发生器循环,推力为20吨左右。

所以,这一款火箭的确不咋的,用来执行月船三号任务都比较吃力,而且大家对比一下GSLV Mark III的载荷比例,就知道,完全是“其他国家淘汰级别”的火箭一样。

当然,这也不是踩踏了,因为印度的火箭就是这样的实力,还是印度最强的火箭之一了。

那么,印度再次选择了这一款火箭,预计用来进行月船三号的任务,那也完全是正常的情况,而且在获得月船四号任务的情况之下,印度空间研究组织(ISRO)主席Somanath也个公开表示了,ISRO已经完成月船四号和月船五号设计工作,正寻求批准,月船四号将进行印度首次月球采样返回。

看到没?印度动作比较快,直接两个月球探测器,只不过,月船四号先执行。所以,这一次印度月球采样任务,又将激起不一样的浪花了。

而从印度公布的情况来看,的确比中国更加的疯狂,从印度规划的月船4号采样返回任务,探测器全重9.2吨,分两次发射,地球高椭圆轨道对接后奔月,目标采样3~5千克月球样品,看到没?目标最高一次5千克月壤,这还真的没有说假,大家可以对比一下我国的嫦娥五号,嫦娥六号的任务成果。

嫦娥五号——探测器的总重量为8.2吨,而从月球采集会地球的月壤,重量约1731克。嫦娥六号——“嫦娥六号”肩负月球背面“挖土”重任,总重量约8.3吨,是中国迄今为止最重的深空探测器,采集回来的月球样品为1935.3克。

大家对比一下看看,印度月船四号比中国的嫦娥五号,嫦娥六号都要重,并且采集的样品也要比中国多太多了,比中国的更先进?最高一次可以实现5000 克的采集,这的确不简单了。

如果采集这个最高点,我国两次采样还没有印度一次多,这是不是比中国更疯狂,的确也是这样的。

所以,印度两次进行发射,也还是有原因的,一次自己的火箭实力不足,但这也增加了印度在进行月球采样任务的挑战,而好处就是可以按照载人登月的模式执行,这就是印度月船四号的情况。而印度月船四号执行的计划区域,是在月球南极,这也是我国快要去的区域。

没错,嫦娥七号也要前往月球南极

我国嫦娥七号任务已经选定了月球南极,这一次任务我国将在2026年前后发射,从任务目标来看,主要任务是开展飞跃探测,争取能找到水。

同时,这一次任务开展的国际合作更加的疯狂,嫦娥六号是4国合作,而嫦娥七号是有7国合作,将搭载埃及、巴林、意大利、俄罗斯、瑞士、泰国、国际月球天文台协会等7个国家、国际组织的6台载荷,共同飞赴月球,开展相关科研工作。所以,这一次任务肯定又是受到世界关注的。

不过,有意思的是,我国嫦娥七号去月球南极寻找冰水,而我国其实已经通过嫦娥五号找到了产水的方法。

通过一种全新的利用月壤大量生产水的方法,可以实现1吨月壤将产生约51到76千克的水,最为关键是靠太阳能即可满足要求,这是我国科研人员经过深入研究和反复验证,得出的结果。原理就是——月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照,储存了大量氢。在加热至高温后,氢将与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应,生成单质铁和大量水。

当温度升高至1000℃以上时,月壤将会熔化,反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。

研究团队确认,1克月壤中大约可以产生51至76毫克水。以此计算,1吨月壤将可以产生约51至76千克水,相当于100多瓶500毫升的瓶装水,基本可以满足50人一天的饮水量。

所以,我国在月球水方面的研究,也算是实现了一个大突破。当然,这个研究并不与我国嫦娥七号寻找月球南极水冰冲突。

只是说找水跟产水是两个不一样的模式,未来如果可以全面都利用起来,那肯定也是好事情了,毕竟从长远的角度来讲,未来我国是要进行月球基地建设,月球居住地的建设,只要在不同的方面进行各种任务,都可以在不同条件下来满足生活的需求,那都是好事情。

这里只是给大家说明一下有这个事情。然而印度也前往月球南极探索,我国也前往月球南极探索,其次美国也有这方面的打算,都说明了月球南极未来将是探索之中的一个重点,也期待我国能够早点完成该区域的任务锁定,全面实现对月球探索的新进度。



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