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嫦娥六號玄武岩樣品最新研究:破解月球內部異常“貧瘠”之謎

中新社北京7月10日電 (記者 孫自法)中國科學家對嫦娥六號採自月球背面南極-艾特肯盆地(SPA)的28億年前的玄武岩樣品進行研究,最新又取得一項重大科學成果——揭示月球背面月幔物質的“超虧損”(通俗而言即異常“貧瘠”)特徵,並提出其成因的兩種可能模型,從而為全面瞭解月球早期的殼-幔演化歷史提供了關鍵信息。

這項破解月球內部異常“貧瘠”之謎的成果論文,由中國科學院國家天文台聯合中國科學院地質與地球物理研究所等多個研究團隊共同完成,並同嫦娥六號月背樣品的另三項科研成果一起,於北京時間9日晚以封面文章形式在國際知名學術期刊《自然》上線發表。

研究團隊介紹說,月球的正面和背面差異巨大,正面相對平坦,有廣闊的玄武岩平原;背面則高地遍佈,月海稀少。科學家提出很多理論來解釋月球的這種“二分性”特徵,但過去所有的月球採樣任務都祗在月球正面進行,月球背面樣本的缺失使得背面深部月幔特徵一直是未解之謎。

中國嫦娥六號任務成功實現人類首次月球背面採樣,從南極-艾特肯盆地內月海區域帶回珍貴的月球背面樣本,這為研究月球背面的深部月幔物質“打開了一扇前所未有的窗口”。

研究團隊對嫦娥六號採回樣品中28億年前的玄武岩屑進行詳細和深入研究發現,形成這些玄武岩的“初始原料”即月球內部的深部物質(稱為月幔源區),其狀態極其“貧瘠”,專業上稱為“超虧損”,這意味著它非常缺乏那些容易熔融、隨岩漿上湧的元素(即不相容元素)。

為瞭解釋這種極端的“超虧損”特性是如何形成的,研究團隊提出“先天貧瘠”和“後天改造”兩種可能的模型。

“先天貧瘠”模型認為,在月球形成初期,整個月球是一個巨大的岩漿海洋。這個岩漿海洋在冷卻結晶時,重的礦物(如橄欖石、輝石)沉到底部,形成下月幔;輕的礦物(如長石)浮到頂部形成月殼。

“後天改造”模型認為,月球背面經歷了巨大的南極-艾特肯盆地撞擊事件,後期強烈的火山活動影響並改造了相對淺部的月幔區域,相當於做了一次“大抽血”——大量岩漿(熔體)被抽取出來並噴發到表面或侵入到月球地殼中。被抽走岩漿後剩下的月幔物質,其不相容元素几乎被榨干,變得極度“貧瘠”,形成“超虧損”狀態。

研究團隊表示,如果“先天貧瘠”模型成立,意味著嫦娥六號玄武岩可能就來自這種深部、未受後期事件顯著擾動的、由岩漿洋直接結晶形成的“超虧損”月幔。

如果“後天改造”模型成立,表明南極-艾特肯盆地形成時的巨型撞擊事件,不僅重新塑造了月球的表面形態,還深刻影響月球內部的物質組成,造成揮發性元素丟失以及同位素分餾。

他們強調,無論嫦娥六號玄武岩源區是月球最初形成的“先天狀態”,還是後期巨型撞擊作用的“改造結果”,其南極-艾特肯盆地下方發現的這種“超虧損”月幔,都是人類首次直接獲取月球背面深部物質特性的關鍵證據,為人們瞭解月球早期內部如何分層、冷卻和演化提供了獨一無二的信息,從而成為揭開月球正背面巨大差異之謎的關鍵一步。(完)

來源中新社

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空軍新型戰機、嫦娥六號月背樣品將亮相中國航展

中新社北京9月25日電 (記者 郭超凱)第十五屆中國國際航空航天博覽會(以下簡稱“中國航展”)新聞發佈會25日在北京舉行。記者從會上獲悉,中國人民解放軍空軍近年來發展的新型戰機、嫦娥六號任務採集的月球背面樣品等將亮相中國航展。

第十五屆中國航展將於今年11月12日至17日在廣東省珠海市舉辦。本屆航展吸引了47個國家和地區超890家企業參展。其中俄羅斯、法國、美國、沙特、意大利將以展團形式參展,美國波音、歐洲空客等世界知名航空企業參展,境外展商149家,比上屆航展增長91%。

廣東省委常委、常務副省長張虎在會上介紹,靜態展示方面,本屆航展設立七大主題展區(館),展品全維度涵蓋“陸、海、空、天、電、網”,一批代表世界先進水平的“高、精、尖”展品集體亮相。部分展品為“首展首秀”,全方位展示中國航空航天及國防領域的創新成果。

動態演示方面,本屆航展將呈現“空、天、海、陸”一體的動態演示新格局,“有人+無人”“現場+遠程”“陸地+海域”的表演形式、表演內容煥新昇級,力爭為觀眾帶來震撼的感官衝擊。

飛行表演方面,中外飛機聯袂獻技、炫舞藍天,將每天進行一場約4小時的飛行表演。俄羅斯“勇士”飛行表演隊將同中國“八一”和“紅鷹”飛行表演隊同台獻技。斗門蓮洲無人機無人船演示區以“室內+室外”“靜態+動態”“空中+水上”相結合的創新方式,進行無人機、無人船、無人系統的全景化展演活動。

中國人民解放軍空軍副司令員俞慶江中將在會上表示,在往屆航展基礎上,空軍繼續增加空地裝備展示數量和飛行展示課目。一是在靜態展示方面,將區分“制空作戰與空中打擊、無人與反無人作戰、戰略投送與空投空降、預警探測與防空反導”4個板塊,成體系展現空軍實力,很多裝備都是首次亮相;二是在飛行展示方面,空軍近年來發展的新型戰機會公開露面,直觀展現遠程戰略投送、空中打擊等能力。此外,陸軍、海軍等兄弟部隊也會派出裝備參展。

據介紹,中國航展是中國唯一由國務院批准的國際性專業航空航天展覽,主要科目包括實物展示、貿易洽談、學術交流、飛行表演及水陸演示等;自1996年以來,已成功舉辦14屆,現已躋身世界五大航展之列。(完)

來源中新社

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從“蟾宮取土”到重返地球 三件利器助“嫦娥”無憂

中新社西安6月26日電 (記者 張一辰)北京時間6月25日14時07分,嫦娥六號返回器攜帶月球樣品在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸,標誌著探月工程嫦娥六號任務取得圓滿成功,實現世界首次月球背面採樣返回。

航天科技集團五院西安分院(以下簡稱:西安分院)為嫦娥六號探測器研製的微波測距測速敏感器、交會對接微波雷達、測控天線、數傳子系統,以及為鵲橋二號中繼星研製的中繼通信分系統、天線分系統、測控分系統全程護航。

天地測控,穿越天地的“令”與“行”

在距離地球38萬公里之外,嫦娥六號探測器如何精準接收地面指令,順利完成每一次動作?這穿越天地間的“令”與“行”,就需要依靠西安分院研製的測控天線。架設在嫦娥六號上的測控天線與地面測控天線一起建立了一個穩定可靠的無線電傳輸通道,保證星地無線遙測、遙控與跟蹤信息的發射、接收與傳輸。

在嫦娥六號的地月轉移、變軌環月的繞月階段,動力下降、上昇器的月面工作階段以及交會對接階段幾乎所有的工作過程中,都需要使用測控天線與地球進行測控信息的傳輸。

月背軟著陸,“泊車雷達”穩穩安心

如果沒有著陸距離和速度信息的支持,嫦娥六號著陸器將無法實現軟著陸,可能導致整個任務失敗。西安分院研製的微波測距測速敏感器就像是在著陸器上安裝了一部“泊車雷達”,幫助著陸器和上昇器組合體實現月背軟著陸。

這部“泊車雷達”的功能是測量著陸器相對於月球表面的距離以及著陸器下降的速度,並快速向上昇器的制導、導航與控制分系統提供高精度、高可靠的距離和速度信息,以便使著陸器判斷著陸點和降落速度,確保嫦娥六號控制身姿順利“泊車”,為安全精準著陸提供可靠保障。

太空“穿針引線”,助嫦娥“載土”而歸

當嫦娥六號探測器在月球背面完成採樣之後,上昇器攜帶著月壤樣品返回環月軌道。交會對接過程中,軌道器對上昇器實施追蹤,安裝在軌道器上的交會對接微波雷達主機開始發射和接收信號,通過捕獲建立測量和通信的鏈路,實現對軌道器與上昇器之間相對距離以及其變化率的測量。

在經過捕獲、追蹤、懸停、保持等一系列動作之後,軌道器和上昇器實現交會對接,太空“穿針引線”成功完成。

從嫦娥六號探測器發射到進入軌道,從落月到挖土,從上昇到交會對接,從月壤轉移到返回地球,嫦娥六號探測器探月過程中的每一個任務都充滿了挑戰。西安分院為嫦娥六號探測器研製的系統產品,以及為鵲橋二號中繼星研製的有效載荷全程助力嫦娥六號的月球探測之路。(完)

來源中新社

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嫦娥六號完成月球軌道交會對接與在軌樣品轉移

中新社北京6月6日電 (記者 郭超凱  馬帥莎)記者從中國國家航天局獲悉,6月6日14時48分,嫦娥六號上昇器成功與軌道器和返回器組合體完成月球軌道的交會對接,並於15時24分將月球樣品容器安全轉移至返回器中。這是中國航天器繼嫦娥五號之後,第二次實現月球軌道交會對接。

嫦娥六號上昇器自6月4日上午從月球背面起飛進入環月飛行軌道後,先後進行4次軌道調整,上昇器于軌道器和返回器組合體前方約50公里,上方約10公里位置時,軌道器和返回器組合體通過近程自主控制逐步靠近上昇器,完成軌道交會。軌道器配置的3套K形抱爪對準上昇器連接面的3根連桿,通過將抱爪收緊實現兩器緊密連接,精準完成交會對接。此後,裝載著珍貴月球背面樣品的容器從上昇器被安全轉移至返回器中。

後續,嫦娥六號軌道器和返回器組合體將與上昇器分離,進入環月等待階段,準備擇機實施月地轉移軌道控制,經歷月地轉移、軌道器和返回器分離等關鍵步驟後,按計劃返回器將攜帶月球樣品著陸在內蒙古四子王旗航天著陸場。(完)

來源中新社

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專屬機器人“攝影師”為嫦娥六號拍下月背工作照

中新社北京6月6日電 (記者 郭超凱)中國國家航天局4日發佈了嫦娥六號著陸器和上升器的合影。月球上這張合影在網絡上刷屏,不少網友好奇這是如何拍攝的?“攝影師”又是誰?

6月3日,嫦娥六號攜帶的“移動相機”自主移動並成功拍攝、回傳著陸器和上昇器合影。(中國國家航天局供圖)

這張合影由嫦娥六號攜帶的“移動相機”自主移動並拍攝、回傳。記者6日從中國航天科技集團五院獲悉,這台“移動相機”是該院研製的月面自主智能微小機器人。

圖為嫦娥六號探測器,紅圈標注部分為月面自主智能微小機器人。(中國航天科技集團五院供圖)

據介紹,月面自主智能微小機器人是一個5公斤級智能機器人,可以在月球表面自主智能移動。在嫦娥六號奔月和落月過程中,這台小機器人一直懸掛在著陸器的側板外。

嫦娥六號完成月背採樣後,這台小機器人自主分離到月球表面,自主移動到合適的拍攝位置、自主選擇拍攝角度和自主構圖並進行成像位置的智能優化,最終拍攝了這幅著陸器上昇器組合體在月球背面的第三視角真實圖像。

月面自主智能微小機器人的另一個任務是驗證自主智能技術。自主智能是未來深空探測的發展方向,在科技創新項目的支持下,中國航天科技集團五院取得一系列相關技術成果,此次在嫦娥六號上是一次難得的驗證機會。

同樣作為可以在地外天體表面行走的移動平台,月面自主智能微小機器人與“玉兔號”月球車有何不同?從體量上看,“玉兔號”月球車相當于2個成年人的重量,而這台小機器人要小得多,僅有約5公斤。別看它小,功能卻很強大,其自主智能水平顯著提升,硬件的高集成輕量化特點突出。這是研製團隊在人工智能領域集智攻關的結果。

月面自主智能微小機器人記錄下的嫦娥六號著陸器和上昇器的珍貴合影將成為經典瞬間;這一創新實踐標誌著中國在深空探測領域向自主智能邁出了堅實步伐,將對未來月球科考產生積極影響。(完)

來源中新社

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中國首次在月球背面獨立動態展示五星紅旗

中新社北京6月4日電 (記者 郭超凱   馬帥莎)中國國家航天局6月4日公佈了嫦娥六號探測器在月球背面的五星紅旗展示影像。鮮艶的五星紅旗再次閃耀月球,這也是中國首次在月球背面獨立動態展示國旗。

6月4日,中國國家航天局公佈了嫦娥六號探測器在月球背面的五星紅旗展示影像。(中國國家航天局供圖)

嫦娥六號月面五星紅旗展示系統由中國航天科工集團有限公司研製,是中國探月工程四期探測器系統的關鍵項目。由於落月位置不同,嫦娥六號五星紅旗展示系統在嫦娥五號任務基礎上進行了適應性改進,並開展展示效果和產品壽命可靠性評估。

光線對於五星紅旗的成像效果至關重要,由於嫦娥六號是在月球背面著陸,月面光線與旗面角度都發生了變化。為此,研製團隊提出多種改進方案,開展多輪方案評估和地面模擬月面成像試驗,以保證五星紅旗的最佳成像效果。同時,研製團隊還開展了五星紅旗展示系統壽命評估和驗證工作,確保能够在月球背面可靠運行。

月面溫差大、輻射強,普通材質的五星紅旗難以滿足要求。研製團隊聯合武漢紡織大學等單位開展玄武岩纖維旗面的研製攻關,陸續攻克纖維成型、織物織造、印花染色以及旗面與展開機構適配等技術難題,使生產的五星紅旗能適應月球表面的惡劣環境,保障五星紅旗展示任務圓滿成功。(完)

來源中新社

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嫦娥六號“蟾宮挖寶” 三大技術顯身手

中新社北京6月4日電 題:嫦娥六號“蟾宮挖寶”  三大技術顯身手

中新社記者  郭超凱

6月4日7時38分,嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛,成功進入預定環月軌道。這是人類探測器首次完成月球背面採樣和起飛。

要順利採集寶貴的月球樣品,離不開鑽取、表取、封裝等一系列關鍵核心技術的支撐。

“鑽”“表”結合齊“挖土”

此前,人類對月球實施過多次採樣返回任務,但採樣地點均位於月球正面。嫦娥六號探測器的著陸和採樣地點位於月球背面南極—艾特肯盆地,該區域被公認為月球上最大、最古老和最深的盆地,具有極高的科學價值。

月背“挖土”是門精細活。科研人員為嫦娥六號設計了兩種“挖土”方式:鑽具鑽取和機械臂表取。探測器隨身攜帶了鑽取採樣裝置、表取採樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等“神器”,將採取深鑽、淺鑽以及“鏟土”“夾土”等方式,採集月球樣品。

中國航天科技集團金晟毅介紹,鑽取和表取的側重點各不相同。鑽取需要採集一定深度的月球次表層樣品,要爭取讓採樣裝置採得更深,讓樣品種類更為豐富。而表取採樣則是在一片區域裡進行多次採樣,主要採樣目標是月球表面的風化層樣品。

“月背採樣是先鑽取後表取。”金晟毅表示,兩種“挖土”方式實現的技術途徑、採集的月球樣品種類不一樣,科學價值也不盡相同。

“地月協作”取月壤

首次在月背採樣,嫦娥六號面臨著前所未有的挑戰。中國航天科技集團任德鵬指出,相比嫦娥五號,嫦娥六號任務有三個特點:一是採樣地點位於月背,為保證數傳鏈路的連續性,必須依靠鵲橋二號中繼星“搭橋”;二是採樣地點所處的緯度更高,月壤的風化程度相比低緯度地區更加不充分,月壤的石塊含量可能會更多,這對地面規劃和採樣機構來說是更大挑戰;三是採樣時間相比嫦娥五號更短。

“鑽得動”是研製團隊最為關注的環節之一。為此,研製團隊在嫦娥六號“出發”前就開展了大量地面試驗與仿真分析。針對月背中繼通信可能無法有效配合鑽採作業這一極端工況,研製團隊設計了應急程序,做好充分準備,確保在極端工況下能通過“人機協作”方式,輔助嫦娥六號及時研判控制鑽取風險,現場決策後續動作。

結合月壤特性,研製團隊設計了“百里挑一”的獨創鑽頭,通過對比多種設計方案,最終確定了取芯機構方案以及相應構型,使其具備高硬度岩石的鑽進能力。同時,研製團隊針對不同顆粒度月壤切削、撥、擠、排能力,讓鑽頭形成多個切削面,在實現高效取芯的同時,具有良好的層序保持特性,讓高難度的月背“挖土”更穩妥順暢。

高效打包確保“原汁原味”

月球表面為高真空、高低溫、月塵綜合環境。要將38萬公里之外的月球樣品在無人條件下進行打包封裝,歷經空間飛行、再入返回等步驟還不被地面環境污染,維持月球樣品原態,這就需要研製一套專門裝置。這套裝置能够在月表自動承接、密封月球樣品,並保證樣品完好無缺地送回地球。

面對這一艱巨任務,研製團隊接連突破多項關鍵核心技術,確保嫦娥六號完成自動密封任務。為保證取得的樣品在提芯的過程中不發生掉落,研製團隊經過多方案的篩選驗證,設計採用了特定封口方案。封口器採用扭轉密閉式結構,並進行大應變材料設計,具有低力載、高可靠的特點,且長時間處於大變形承載狀態下不發生應力鬆弛現象,實現簡單可靠的封口。

針對採集的月壤樣品具有可變形特徵,嫦娥六號探測器還專門設計了特殊的提芯拉繩,確保取芯軟袋具有確定的幾何形狀,方便樣品傳送和轉移。

在一系列關鍵核心技術的支撐下,嫦娥六號月背“挖土”如期“竣工”,為達成“人類首次月背自動採樣返回”目標又向前邁進關鍵一步。(完)

來源中新社

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嫦娥六號完成世界首次月球背面採樣和起飛

中新社北京6月4日電 (記者 郭超凱  馬帥莎)記者從中國國家航天局獲悉,6月4日7時38分,嫦娥六號上昇器攜帶月球樣品自月球背面起飛,3000N發動機工作約6分鐘後,成功將上昇器送入預定環月軌道。

6月2日至3日,嫦娥六號順利完成在月球背面南極—艾特肯盆地的智能快速採樣,並按預定形式將珍貴的月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中。採樣和封裝過程中,科研人員在地面實驗室,根據鵲橋二號中繼星傳回的探測器數據,對採樣區的地理模型進行仿真並模擬採樣,為採樣決策和各環節操作提供重要支持。

智能採樣是嫦娥六號任務的核心關鍵環節之一,探測器經受住了月背高溫考驗,通過鑽具鑽取和機械臂表取兩種方式,分別採集了月球樣品,實現了多點、多樣化自動採樣。

嫦娥六號著陸器配置的降落相機、全景相機、月壤結構探測儀、月球礦物光譜分析儀等多種有效載荷正常開機,按計劃開展了科學探測,在月表形貌及礦物組分探測與研究、月球淺層結構探測等科學探測任務中發揮重要作用。探測器鑽取採樣前,月壤結構探測儀對採樣區地下月壤結構進行了分析判斷,為採樣提供了數據參考。

嫦娥六號著陸器攜帶的歐空局月表負離子分析儀、法國月球氡氣探測儀等國際載荷工作正常,開展了相應科學探測任務。其中,法國月球氡氣探測儀在地月轉移、環月階段和月面工作段均進行了開機工作;歐空局月表負離子分析儀于月面工作段進行了開機工作。安裝在著陸器頂部的意大利激光角反射器成為月球背面可用於距離測量的位置控制點。

表取完成後,嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開。這是中國首次在月球背面獨立動態展示國旗。該五星紅旗由新型復合材料和特殊工藝製作而成。由於落月位置不同,嫦娥六號五星紅旗展示系統在嫦娥五號任務基礎上進行了適應性改進。

與地面起飛相比,嫦娥六號上昇器沒有固定的發射塔架系統,而是將著陸器作為“臨時塔架”。與嫦娥五號月面起飛相比,嫦娥六號從月球背面起飛,無法直接得到地面測控支持,而需要在鵲橋二號中繼星輔助下,藉助自身攜帶的特殊敏感器實現自主定位、定姿,工程實施難度更大。嫦娥六號上昇器點火起飛後,先後經歷垂直上昇、姿態調整和軌道射入三個階段,順利進入了預定環月飛行軌道。

後續,上升器將與在環月軌道上等待的軌道器和返回器組合體進行月球軌道的交會對接,並將月球樣品轉移到返回器中;軌道器和返回器組合體將環月飛行,等待合適的返回時機進行月地轉移,在地球附近返回器將攜帶月球樣品再入大氣層,計劃降落在內蒙古四子王旗著陸場。

5月3日,嫦娥六號探測器發射昇空,開啟奔月之旅,歷經近月制動、著陸器與上升器組合體和軌道器與返回器組合體分離,于6月2日成功著陸在月球背面南極—艾特肯盆地預選著陸區。

來源中新社