媒体:中国到底应不应该把月球土壤分给美国?(组图)

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自打“嫦娥六号”任务圆满成功,实现世界首次月球背面采样返回,带回月背样品1935.3克,并转交给中国科学院,国际媒体对此给予了高度关注。



6月26日,嫦娥六号采集回来的样品刚开箱并进行称重,第二天的国务院新闻发布会上,法新社记者就提问美国科学家是否会参与研究“嫦娥六号”采回的月壤样本。



对此,中方相关部门官员是这样回答的:

“中国航天的成就是中国人凭借中国人的努力和我们中国人的智慧来实现的,美国的“沃尔夫条款”阻碍了中国和美国的正常航天交流,如果美方真的希望能跟中国开展正常的航天交流,我觉得他们应当采取切实的措施来清除这些障碍”。



很显然,中方的意思已经非常明显了,就是告诉美国,不是我不给你,是你自己断了自己的后路好吧?          有些网友可能会说,之前美国就曾经送给中国月球土壤,难道不应该礼尚往来吗?那么,中国辛辛苦苦采回来的月球背面土壤样品,到底应不应该分给美国呢?





有谁挖过月壤

上世纪60-70年代,二战后迅速发展成两极的美国和苏联展开了一场旷日持久的“太空竞赛”,竞赛的内容涉及航天领域的各个方面,包括发射人造卫星、发射月球及行星探测器以及开展载人航天活动。



▲苏联质子-K号运载火箭发射

“太空竞赛”客观上推动了航天技术向纵深方向发展,而探索距地球38万千米之外的地球唯一的卫星——月球,就是两国竞赛的一个重要领域。



1969年6月,正当美国紧锣密鼓地准备实施“阿波罗11号”登月任务时,苏联为了抢在美国之前先行取得月球土壤样品,于1969年6月14日发射了第一颗自动月球采样飞行器,内部编号E-8-5No.402。

但由于火箭上面级发动机未能点火,探测器未能离开地球,一个月后,不甘心的苏联再次发射了月球采样飞行器——月球15号,它虽然到达了月球附近,但在下降过程中发生故障,直接撞上月面,采样任务再次失败。



▲月球15号

直到1970年9月12日,苏联第六次尝试发射采样探测器——月球16号,才首次取得成功, 它终于到达月球并取回101克月球土壤样品。



▲月球16号采样探测器

而美国则早在1969年7月,就已经让阿波罗11号飞船在月球成功着陆,两位宇航员通过人工采集的方式将22千克月壤带回了地球。



此后,随着经验的累计和挖掘设备的不断创新,阿波罗12号、14号、15号、16号、17号任务所采集到的月球土壤数量成倍数增长。



▲“阿波罗12号”月球轨道舱飞行员艾伦·宾登陆月球

其中,“阿波罗17号”任务,总共采集月球土壤样本111千克700余个样本,占美国历次总收集重量的近三分之一,他们甚至还采集到了一根3米长的岩芯。



不过,苏联的月球16号仍然是苏联深空探测活动的重要里程碑事件,因为它开创了无人采集月壤模式的先河,成为了人类首个在月球上自动采样并返回地球的探测器。          后来在1971-1976年,苏联又发射了5个月球采样探测器执行月球自动采样任务,但只有2次取得成功。          一次是1972年2月14日发射的月球20号探测器,在月球软着陆成功,共采集月球样品55克。



另一次是1976年8月9日发射的月球24号,在此前未曾涉足的月球危海区域降落,成功采集了月球表面深度为2米的样品,共计170克。             而在此后的44年内,再无国家采集月球土壤,直至2020年中国的嫦娥五号顺利完成任务。为什么航天大国这么钟情采集月壤呢?



月壤里有啥好东西          我们知道,月球表面几乎完全被月壤所覆盖,在着陆器抵达月球表面探测时,月壤表面会扬起的月尘,覆盖在各种传感器表面,并填充在机构缝隙,直接对任务构成安全威胁。



而且月表重力仅是地球重力的1/6,在太空风化作用下,月壤颗粒的电磁性也发生了改变,粘附力非常强,宇航员出舱作业时,全身极易粘满月壤颗粒,别看这些月壤颗粒极细极小,但非常锐利,对宇航员威胁巨大。



▲宇航服上粘满月尘的阿波罗宇航员

所以,人类要想探月,甚至以后建立月球基地、利用月球,就必然要首先把月壤弄明白,这是基础中的基础。

再者说,月壤本身就是一种宝贵的资源。月球上有大量地球上稀缺的氦-3,这是1985年科学家们通过对“阿波罗”带回的月球岩土样品分析证实的。



氦-3作为氦的同位素,是一种可控核聚变的燃料,其核聚变产生的能量是开采所需能量的250倍,是铀-235核裂变反应的12.5倍。          100吨氦-3核聚变产生的能量即可供应全球使用1年,且氦-3核聚变过程无中子二次辐射危险,更加清洁和可控。



▲将两个氦3原子融合在一起会产生大量的能量

另外,氦-3是获得极低温环境的关键制冷剂,是超导、量子计算、拓扑绝缘体等前沿研究领域的必需物质。

然而,地球上氦元素主要是放射性元素铀、钍衰变产生的氦-4,氦-3储量只有0.5吨左右,根本无法满足现有需求,而月球上的氦-3却储量惊人,这是因为氦-3是太阳风的重要成分,地球的磁场保护了地球,但同时也挡掉了氦-3,月球并没有地球这样的磁场,所以常年受太阳风的辐照,储存了大量氦-3。



面对月壤中的巨量氦-3,从20世纪末开始,科技界就已经掀起了月球“淘金热”,但是如原位、高效开采氦-3一直是技术难题。          以往研究认为,氦-3溶解在月壤颗粒中,提取氦-3受扩散速率限制,需要700℃以上的高温,不但耗能较高,而且速度慢,不利于在月球上原位开采。



但是中国的研究人员通过对嫦娥五号带回的月壤进行分析发现,月壤中钛铁矿颗粒表面都存在一层非晶玻璃,在玻璃层中可以观测到大量直径大约为5-25纳米的氦气泡,且大部分气泡都位于玻璃层与晶体的界面附近,而在颗粒内部晶体中,基本没有氦气泡。             研究人员据此认为,这些氦原子首先由太阳风注入钛铁矿晶格中,之后在晶格的沟道扩散效应下,氦会逐渐释放出来。而表层玻璃具有原子无序堆积结构,限制了氦原子的释放,氦原子被捕获并逐渐储存起来,形成了气泡。



这也就意味着,如果人们把表层玻璃敲碎,就可以在常温下提取以气泡形式储存的氦-3,而且钛铁矿具有弱磁性,通过磁筛选就可以把它与其他月壤颗粒分开,便于在月球上原位开采。          通过对嫦娥五号月壤样品进行阶段升温提取氦-3的方式,中国的研究人员最终确立了月壤氦-3的最佳萃取温度参数,这些关键数据为我国今后月球氦-3资源总量估算,以及氦-3资源的勘探开发提供了基础支撑。



此外,月壤还具有极高的科研价值。由于月壤一直受到太阳的辐射,完整的月壤剖面记录了长达30多亿年的太阳辐射历史和注入的太阳物质,由此就可以提取、并分析太阳的样品。

除了太阳风之外,月球还一直被地球风吹着,通过比较月球正面和背面的月壤,可以研究30多亿年前地球大气的组成和地球磁场。



而且月壤是月球表面的岩石,它们携带了大量有关月球形成演化的重要信息,像美国研究人员通过对阿波罗11号任务带回来月面土壤样品分析,发现月面上土壤由微小的桔红色玻璃形式颗粒构成,这些富含铝、硫和锌的颗粒,是在月壳部分融化过程中,在月面下约300千米深处形成,后因火山活动而喷出到月面。



▲阿波罗11号任务带回来的古老的月球玄武岩

而航天员在月球上钻取了3米深的月球岩芯,发现土壤多达57层,还测量了月球内部发出的热流,从而结束了100多年来关于月球是冷还是热的争论。



后来,我国嫦娥五号带回的月壤中,有85.48克被发放给了国内131个研究团队,目前共产出105篇科技论文。          我国研究团队测定嫦娥五号月壤样品玄武岩发现,其形成于20亿年前,将月球火山活动的结束时间推迟了约8亿年,并为撞击坑定年曲线提供了关键锚点,大幅提高了内太阳系星球表面撞击坑定年的准确度。



同时,还发现了月球第六种新矿物“嫦娥石”,这种富含稀土元素的新磷酸盐矿物质,直接将月球火山活动结束时间推迟了约8亿年,还创新发现了太阳风成因机制等科学成果。

此外,研究人员还在嫦娥五号带回来的月壤矿物中发现了至少170ppm 的水含量,这才证明了月球月表下确实有水。



可以说,通过对月壤的分析,人们在月球形成、演化、太空风化作用与机制以及资源利用等多个领域取得了丰硕的研究成果,对科学、技术和工程起到了极大的作用,而我国对月壤展开研究的发源则始于美国的赠礼。

送给中国一克

1978年5月,时任美国总统卡特国家安全事务助理的布热津斯基访华,此行他除了将一面据说被带上过月球的五星红旗赠给了中国,还赠予了1克由阿波罗17号登月宇航员采到的月岩。



这份珍贵的样品后被一分为二,其中一半用于科普,藏于北京天文馆,另一半则用于科研,中国人月壤研究的序幕拉开了,我国的研究小组愣是用这0.5克样品,发表了14篇论文。

当年美国能给中国这1克月球岩石样品,主要还是出于拉拢中国对抗苏联的需要,但是月球及其资源归属权的问题在当时却是存在争议的。



上世纪60年代中期,为了和平发展探索和利用外层空间,各国签订了《各国探索和利用外层空间活动的法律原则宣言》。          后来在此基础上,联合国大会于1966年12月19日通过了《外层空间条约》,条约第二条就写道:“各国不得由国家通过主权要求、使用或占领等方法,将包括月球与其他天体在内的外层空间据为己有。”



不过,《外层空间条约》在协定“确保月球和其他天体仅用于和平目的”和“确保所有人共享外控资源的权利”等事项上未获得国际社会的一致认可。

于是,苏联在1971年提议联合国大会制定一部“月球国际条约”,经过长达8年的艰难谈判后,《月球协定》于1979年12月5日在联合国大会上通过,1984年7月11日正式生效。



按照《月球协定》规定:“月球及其自然资源均为全体人类的共同财产。”这也就意味着否认了国家及私人实体对外空资源的所有权,在国际社会上始终未能达成共识。

因此,在全世界200多个国家和地区中,截至目前也只有17个国家加入了该协议,其中不包括任何已经具备探月能力的国家。



所以说,关于月球及其表面资源的所属权,尚无统一定论,取了月壤分给你那是情分,不给你分那是本分。

中国会不会给美国?

中国开展月球样品及科学数据国际合作的态度,一直就是平等互利、互惠互利,2023年8月,中国国家航天局公布《月球样品及科学数据国际合作管理细则》,对月球样品借用、分发、使用、返还及科学数据的申请和发送的流程、管理办法进行了细化。



《细则》中就提道:“国家航天局作为月球样品及科学数据的提供方享有上述成果的使用权。国家航天局鼓励中外科学家开展研究成果的共享或互换。”

熟悉中美关系的网友肯定知道,1999年发布的《考克斯报告》,直接导致中国航天商业发射国际载荷的计划戛然而止,2011年的“沃尔夫条款”又直接断掉了中美航天交流的渠道。




但在2020年嫦娥五号从月球取到1731克的月壤样品后,美国看中国分别向俄罗斯和法国赠送了1.5克科学用月球样品眼红,在2023年11月初中国突然开放月壤申请后,腆着脸一口气申请了5份样品。

没成想中国竟然一下子都给批了,把此前一直指责中国缺乏透明度的美国整了个大红脸,其实吧,这事儿也简单,毕竟中国欠了当年中美建交前那一克月壤的人情,中国人讲究滴水之恩当涌泉相报,所以这回就当还清当年的感情债了。




这次嫦娥六号去的是月球背面的南极-艾特肯盆地采样,这也是世界独一份,按常理来说,中国的格局还是比较大的,月壤肯定还是会分享的,但是就美国来讲,这回恐怕就不能像上次那样白嫖了。

上面咱们不是讲平等互利、互惠互利嘛,那么美国想要嫦娥六号取回来的月壤也可以,那总得拿点诚意出来不是?



比如,美国不是在2023年9月24日在小行星101955“贝努”上取到了250克样品吗,要是中国能看上眼的话没准还能研究研究这事儿,毕竟高端局都是这么朴实无华的嘛。


 

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