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人類時隔44年再次將月球樣品帶回地球
发稿时间:2020-12-22 09:54   来源: 中國青年報

  科學大爆炸

  人類時隔44年再次將月球樣品帶回地球

  “嫦娥”歸來 “月壤”入新家

  “23天,終于成了!”

  2020年12月17日1時59分,嫦娥五號返回艙落地的那一刻,北京航天飛行控制中心大廳里一片歡騰聲,剛剛通報過落點信息的北京總調度劉建剛說出了這句話。

  23天這個數字,劉建剛從11月24日嫦娥五號發射之日起就已經計算過無數次,如今終于定格,不再改變。

  在充滿挑戰與困難的2020年,嫦娥五號交上了一份令人欣喜的答卷:“月面起飛”載入史冊,“旗開月表”振奮人心,“太空擁吻”驚險浪漫,如今則是“采擷月壤”太空歸來。

  歸來日挑燈夜戰

  12月16日,又是一個挑燈夜戰的日子。這天深夜,距離嫦娥五號回家前3小時,北京航天飛行控制中心第一指揮大廳里比嫦娥五號發射當天的人還要多出一些,一些并不在值班崗位的科技人員,也自發來到現場,想要見證即將到來的重要時刻。

  北京航天飛行控制中心遙操作主任設計師張寬就是其中一位。這天晚上,他本該輪休,卻出現在指揮大廳,和他一樣的還有十幾位,他們都是月面采樣遙操作團隊的成員。

  張寬告訴記者,“我們連續干了48小時不停歇采集到的月壤,一定要親眼見證它完整無缺地回歸草原。”

  12月3日,在嫦娥五號月面采樣任務圓滿結束后,遙操作團隊在整個任務中的工作已經完成。但張寬告訴記者,整個團隊自發決定,投入到飛控崗位值班中去。

  “這么做既是因為中心值班崗位壓力大,許多控制都在凌晨,加入他們可以緩解同事值班之苦,也是因為想要守護來之不易的‘月壤’,想看到大家的勞動成果成功歸來。”張寬說。

  嫦娥五號回家前1個小時。零點的時針早已走過,大屏幕上顯示出了12月17日的時刻。

  就是這一天,時間一點點逼近。在北京航天飛行控制中心現場,各個崗位的科技人員明顯更為忙碌了,操作和口令聲也更為密集。

  在這個肅殺的冬日凌晨,飛控大廳里卻氣氛熱烈,每個人臉上多少都有20多天持續奮戰留下的疲憊痕跡,但精神面貌卻異常昂揚興奮。幾乎每個崗位的人,在工作間隙,都不自覺會抬頭望一眼大屏幕上那個今晚的主角——嫦娥五號返回艙。

  事實上,對現場堅守在崗位上的人來說,只管看著手里的數據就能夠掌握嫦娥五號的動態,可還是忍不住想要看著仿真圖像,看著它在軌道線上的位置,才能更安心。

  對于呈現這些畫面的李貴良來說,保障好三維顯示圖像的責任也顯得格外之重。這位北京航天飛行控制中心軟件室工程師的機位,在大廳后側的終端機房,是鮮有人關注到的位置,可是他控制的圖像卻最為大家矚目。

  工作11年來,李貴良承擔過大大小小上百次航天任務的顯示工作,說起來各個航天器的樣子他如數家珍,想要看到它們在太空中呈現不同姿態,對李貴良來說也是注入數據、生成而已。但是比起仿真的圖像,他心里還是對實時顯示的畫面更情有獨鐘。

  12月17日1時33分,隨著劉建剛的口令通報:“嫦娥五號返回艙再入大氣”,大屏幕上出現了嫦娥五號返回艙的實時畫面。

  畫面里,嫦娥五號返回艙如流星一般劃過夜空時,李貴良的心跳突然加速,“激動,異常的激動!”他告訴記者,“描繪了‘嫦娥’在太空中的各種姿態,原來真實的她,是這般絢爛模樣。”

  現場的科技人員和他一樣,再嚴肅冷靜的工作人員也無法波瀾不驚,有的人甚至不自覺發出了感嘆?,F場的通信調度馬忠正此時無暇顧及其他,因為任務全程和即將展開的搜救活動,他都要保證圖像話音等各路信號的暢通,需要確保指揮調度能夠及時到達著陸場,現場的工作情況也能夠實時反饋回北京的飛控大廳。

  馬忠正告訴記者,通信調度的聲音是觀眾聽不到的,但在各個崗位之間,他們的聲音卻是最為密集的,他們在幕后調度指揮著這場舉世矚目的畫面,為所有關注嫦娥五號任務的觀眾送去獨家視角。

  再入大氣層26分鐘后,嫦娥五號返回艙順利落入四子王旗著陸場,直升機、搜救車眾多搜救人員動作迅速,在紅外(影像)顯示的畫面里,夜幕中的他們渾身反光,追尋著這位歸家“游子”的身影。

  馬忠正說,內蒙古的深夜大雪封路,在北京飛控大廳里的科研人員雖然聽不到搜救隊員的聲音,卻和他們一樣同頻心跳,急促呼吸。

  “找到了嗎?”這樣的問題不斷被提及,10分鐘,20分鐘,終于,“雄鷹報告,直升機目視返回器著陸……”

  “滿載而歸的嫦娥五號返回艙被我們找到了!”北京航天飛行控制中心指揮大廳現場沸騰了,有人擁抱,有人歡呼,還有人喜極而泣,不同的慶祝方式,蘊含著同一種心情——嫦娥五號任務成功,中國航天迎來又一里程碑。

  “月壤”入住新家

  12月17日晚上,嫦娥五號返回器回到了它的誕生地——中國航天科技集團五院。500多名五院航天人夾道歡迎“嫦五”和任務試驗隊隊員凱旋。

  當天20時,五院廣場上彩旗飄揚,玉兔燈依次點亮,月球燈熠熠生輝,用紅毯鋪就的歡迎通道正式開啟。在代表探月工程走過16年歲月的16響禮炮聲中,載有嫦娥五號返回器的運輸車緩緩駛入五院大門,停在院科研樓前接受家人們的檢閱。5位“嫦娥”在廣場中央翩然起舞,慶賀嫦娥五號將月壤帶回祖國。

  興奮激動之余,人們最為關注的還是“月壤”,帶回來的月球“土特產”究竟有多少,去向如何?

  這天晚上,嫦娥五號返回器就已完成了開艙及相關處理工作,五院科技人員順利取出了月球樣品容器,并做了全面檢查。

  12月19日上午,國家航天局局長、探月工程總指揮張克儉向中科院院長侯建國移交了嫦娥五號樣品容器,交接了樣品證書,標志著嫦娥五號任務由工程實施階段正式轉入科學研究新階段。

  這之后,嫦娥五號任務月球樣品,被送入位于中科院國家天文臺的月球樣品實驗室——這也是我國首個月球樣品實驗室。至此,嫦娥五號任務采集月球樣品正式“安家落戶”。

  經初步測量,月球樣品約1731克。

  探月工程三期副總設計師、國家航天局探月與航天工程中心副主任裴照宇說,從工程任務角度來看,帶回2公斤的月球樣品只是一個設計值,但并不能把達到2公斤這個數值作為評判任務成功的一個硬指標。1.7公斤的樣品,滿足工程總體下達的月球樣品要求。

  從科學研究的角度來看,這些“土”似乎也不少了。40多年前,我國接受美國贈送的1克月球樣品開展研究,并由此產生了相關研究成果。

  中科院院士歐陽自遠就是該研究的帶頭人。

  在12月19日月球樣品接收的當天,這位滿頭白發的老院士穿上正裝出席,他回憶說,當年的1克樣品只有小黃豆大,研究團隊用樣品一半的0.5克開展研究,另一半送給北京天文館保存展出至今。但就是這0.5克的樣品,讓科研團隊發表了14篇科學論文。

  歐陽自遠說,這一次,嫦娥五號從月球取回1700多克樣品,又建成專門的月球樣品實驗室,國內現在擁有一大批相關科研人才和一系列先進科研設備,他相信一定會取得更多更大的研究成果。

  橫向來看,這些“土”也有其獨特價值。

  嫦娥五號的著陸點,是位于月球正面風暴洋的呂姆克山脈以北地區,這是人類探測器此前從未到訪過的地方。全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩說,這里相對較年輕,富集鈾、釷、鉀等放射性元素,存在大約13億至20億年前的玄武巖,獲得這些年輕玄武巖的同位素年齡,將有助于推進對月球火山活動和演化歷史的認識,這可以填補科學家對月球火山活動研究的一個重要空白。

  據他介紹,蘇聯在20世紀70年代進行了3次無人月球采樣返回,但總共只帶回了326克月球樣品。這是由于蘇聯當時沒有掌握在月球軌道的無人交會對接技術,所以采用上升器從月面起飛直接返回地球的方案,為此,其上升器需要攜帶大量燃料,從而攜帶月球樣品的能力極為有限。

  當然,備受矚目的阿波羅計劃帶回了更多“月壤”。龐之浩梳理發現,1969年7月至1972年12月,美國通過發射阿波羅11號-17號載人飛船,實施了7次載人登月任務,除了阿波羅13號因發生故障中途返回,其余6艘飛船均完成了載人登月,成功將12名航天員送上了月球,共帶回月巖樣品380千克左右。

  然而,這些都已是40多年前的研究樣本。嫦娥五號探測器將采集的月球樣品帶回地球,首次實現了我國地外天體采樣返回,也是人類時隔44年再次將月球樣品帶回地球。

  龐之浩說,此前對美、蘇獲取月壤樣品的研究表明,月球上的火山活動在35億年前達到頂峰,然后減弱并停止。但對月球表面的觀測發現,某些區域可能含有最近10億至20億年前才形成的火山熔巖,這與嫦娥五號著陸地區的年齡相仿。如果嫦娥五號采回的樣本能夠證實這段時間月球仍在活動,將改寫月球的歷史。

  目前,嫦娥五號任務月球樣品已安全進入中科院國家天文臺月球樣品實驗室。

  探月工程三期副總設計師、中科院國家天文臺研究員李春來表示,后續,國家天文臺將按照任務既定要求和目標,精心操作、安全解封、科學處理、妥善存儲,做好樣品分發管理,組織開展系統性的研究工作,力爭早出成果、多出成果、出好成果、出大成果,深化人類對月球成因和太陽系演化歷史的科學認知。

  中青報·中青網記者 邱晨輝 來源:中國青年報



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