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美国带回382公斤月岩样本,存放处可防龙卷风和洪水,一起看看

2020/6/24 0:25:59 来源:太古哥 浏览:

1969年至1972年,六次阿波罗太空飞行任务从月球表面带回了382公斤(842磅)月球岩石、岩芯、卵石、沙子和尘埃。六次太空飞行从月球表面的六个不同的勘探地点返回了2200个不同的样本。此外,三艘苏联自动宇宙飞船,名为露娜16,露娜20,和罐24,还从其他三个月球地点归还了总计300克(约3/4磅)的重要样本。

1979年建造的月球样品实验室设施是阿波罗样品的主要储存库。它的建造是为了在一个物理安全和不污染的环境中为月球样品收集提供永久的存储。该设施包括样品储藏室、样品准备和研究实验室、样品数据和记录库,以及向存放和处理样品的橱柜提供氮气的机械。

更衣室及空气淋浴

我们参观的第一站是正常的更衣室。当我们第一次进入更衣室时,我们必须在挨着门的垫子上擦鞋,然后穿上鞋帽或“连体服”。接下来我们必须移除所有的珠宝。我们遵循这些程序,以防止从我们的身体和衣服的粒子和其他物质污染月球样本。大气粉尘是污染物质到达月球样品的主要途径。每立方英尺的普通房间空气一般含有100,000种粒子。较粗的粒子最终以尘埃的形式沉淀下来,而较细的粒子则无限期地悬浮。新的微粒不断产生;例如,干燥的皮肤片来自人,皮棉和灰尘来自衣服,材料由鞋和擦伤的地板,金属颗粒从螺纹,等等。

清洁更衣室工作人员穿防护服

月球是由与地球相同的化学元素组成的,但比例不同。一些在地球上非常常见的元素在月球样本中以极少量的形式出现。结婚戒指上的微量黄金会使月球样品中金的浓度值比真实值高出许多倍,并会导致对样品来源的错误解释。

为了保持月球实验室空气的清洁,我们采取了许多措施。空气通过特殊的过滤器循环,除去所有悬浮颗粒。为了防止未经过滤的空气进入实验室,实验室和地下室的过滤空气保持在略高于建筑物其他地方使用的大气压力的水平。定期监测各地区空气中的微粒浓度,并定期对空气浓度进行比性能要求更好的测试。因此,我们取得了实际成果,我们采取的污染控制措施是成功的。

如果我们在此时进入实验实验室或返回样本库,在离开这个房间之前,我们会穿上工作服、帽子和第二双鞋套。然而,我们将首先进入原始实验室和地下室。那里的污染控制要求比实验实验室和返回样品库更严格,在进入这些区域之前,我们必须进入第二个更衣室,称为清洁更衣室。在这间屋子里,我们穿上了特别干净的衣服,包括尼龙工作服套装、帽子、手套和第二双运动鞋。接下来,我们进入一个空气淋浴,在那里我们停留1分钟,而过滤的空气从上到下吹过身体。

在进入实验室之前,每个人都必须在空气中淋浴1分钟

原始样品实验室

从空气淋浴中,我们进入原始样品实验室。值得注意的是,月球样本实验室设施是一个工作实验室,而不是博物馆。在这个房间里,准备了用于研究、教育和展示的原始月球样本,以便分发给世界各地85所大学和机构的接收者。我们目前在澳大利亚、加拿大、英国、法国、德国、匈牙利、印度、爱尔兰、日本和瑞士都有国际客户。来自世界各地的数百名科学家、教授和学生参加了每年一度的月球和行星科学会议,会上讨论新的月球和行星研究成果。(为何没有中国?)

不锈钢手套箱柜线两侧的原始样品实验室。流动的氮气所产生的容器内的正压力使橡胶手套从柜子向外延伸

原始”样本,或自月球返回后未出实验室的样本,是在专门制造的装有流动氮气的不锈钢橱柜中加工的,这些气体经过仔细净化以除去水和氧气。在采集样本之前,它们在月球表面或附近的真空中已经存在了数百万年至数十亿年。如果这些样品暴露在地球的潮湿大气中,它们就会与之发生反应。月球样品中的小颗粒铁会与氧气结合形成铁锈;玻璃和矿物质会与空气中的水结合形成粘土。在橱柜中使用氮气,因为它提供了一个对样品反应最小的环境。

由氯丁橡胶制成的橡胶手套,安装在橱柜两侧的孔上,让工人们接触到密封的密封柜内的样品。氮气压力略大于空气压力。一旦发生泄漏,氮气将从柜子中涌出,防止空气进入并污染样品。由于严重的泄漏可能会使实验室充满氮气,因此室内空气中的氧气水平会被仔细监测,以确保人员的安全。由于空气中的氧气和水缓慢地渗透到橡胶手套中,进入容器,所以氮气保持流动,以防止这些反应气体在容器内积聚。每个柜子的每小时自动测试可以确保水和氧的浓度保持在低于20分子的氧气和每百万氮分子中保持50分子的水平。

月球样品处理机在原始样品实验室检验样品

为了避免来自月球上不同地方的样品交叉污染,来自不同任务的样本不是在同一个柜子中一起处理,而是指定一个或多个机柜用于处理来自特定任务的样本。当橱柜因广泛加工而产生灰尘或需要处理来自不同任务的样品时,就会使用超纯水进行清洗。

氮气柜配有工具、容器和其他设备,这些设备都是经过特别清洗和包装在密封袋中的。被认为可用于制造这些物品的材料是经过仔细考虑的。唯一允许接触样品的材料是铝、不锈钢和特氟龙。聚四氟乙烯手套被戴在用来拾取岩石的橡胶手套上。样品包装在特氟龙袋,塑料瓶,铝或不锈钢容器。两个密封的聚四氟乙烯袋被放置在所有容器的外面,样品被安排储存或分发给首席调查员。

一个月球样本处理器准备开始工作,把她的手放在附在柜子上的橡胶手套里。

所有示例处理都被仔细记录在称为DataPack的文件夹中。从原始样本中移除的部分被分配给新的样本编号,所有样本的质量被计算为最接近的10毫克。在细分前后对样品进行拍照,并尽可能准确地记录新样品相对于原始样品的方向。

原始样品实验室展示柜

原始样品实验室展示柜位于实验室的一端。这个柜子里有一个阿波罗16号和两个阿波罗15号样品,它们代表了月球样品收集中的岩石。请注意,这个柜子代表了一个例外,即来自不同任务的样品不同时存放在同一个柜子中。

月球样本处理器讨论原始样品实验室展示柜中的样品

阿波罗15号样品15459

15459,一块重5.9公斤的岩石,就在俯瞰阿波罗15号着陆场的山脚一个直径100米的陨石坑边缘被收集起来。岩石是一个坚韧的,连贯的雷格里石角砾岩-由岩石碎片和其他土壤成分,如小玻璃球和玻璃碎片结合在一起的玻璃基质。像15459这样的角砾岩是由陨石撞击形成的,其中热量和压力结合在一起,岩石碎片和土壤颗粒结合在一起。撞击不仅使岩石从雷鬼颗粒中熔化,而且将岩石破碎成小碎片,并将这些碎片和熔岩泡扔到周围一段距离。岩石碎片,称为碎屑,发现在角砾岩像15459,可以代表物质从周围地区抛出之前的影响。15459的碎屑是多种多样的;一些是熔岩填充的平原上的母马玄武岩,另一些来自较老的高地。一个玄武岩碎屑在33亿年前结晶,尽管现在被称为15459的角砾岩形成的年龄可能是五亿年前或更短的时间。

阿波罗15号样品15459,5.9公斤重的雷戈里石角砾岩

阿波罗15号样品15556

15556,一块重达1.5公斤的岩石,从阿波罗15号基地哈德利里尔附近被取走。从哈德利的边缘,宇航员可以看到暴露在山谷墙壁上的多层玄武岩,这被解释为一条古老的熔岩通道。这种中等粒度的极水泡玄武岩有34亿年的历史。由于月球非常干燥,导致这个岩石和其他岩石中的气泡(气泡)的挥发性气体可能是溶解在熔融岩石中的碳和硫氧化物的混合物。

阿波罗15号样品15556,一个1.5公斤重的玄武岩

阿波罗16号样品61016

61016是阿波罗任务期间收集到的最大的岩石。它的绰号是“BigMuley”,以地质支持小组的一名成员的名字命名。阿波罗16号登陆月球浅色高地。这些高地地区通常海拔较高,由相对于火山平原的老岩石组成。这些岩石富含铝和钙,是斜长石矿物中发现的两种元素。该样品由四种不同的岩石类型组成:1)撞击过程中熔化的玄武岩组分;2)撞击-冲击型斜长岩,被认为是来自月球古地壳;3)冲击冲击熔解的玻璃中富含铝和钙;4)较暗的玻璃涂层。这块岩石中的某些成分可能已经有45亿年的历史了。微陨石以极高的速度撞击月球表面,形成的小坑在岩石的一边突出,而另一边则没有。当宇航员们发现这块岩石的时候,没有坑的一面是朝上的,所以它肯定是在最近才被自然过程翻转的。

阿波罗16号样本16016,也被称为“大穆利”。这块岩石是阿波罗任务期间收集到的最大的岩石

芯锯室

接下来,我们将看看原始样品实验室的核心和锯子区域。该区域具有岩心解剖和岩样带锯两种功能。这两种操作从不同时进行,因为带锯产生的振动会干扰非常敏感的岩心样品。

岩心样品

月球表面覆盖着一层被碾碎和熔化的岩石,称为雷格里石(Regolith)。最好的材料叫做土壤,尽管它没有像土一样的有机物质。土壤是陨石不断撞击的结果,陨石会破碎、融化和蒸发岩石。每一次撞击都会形成一个陨石坑,并抛出被称为弹射物的物质,这种物质覆盖着陨石坑周围的一个圆形区域。偶尔,一个弹射毯覆盖另一个,保存在土壤中的层,这些层可以与特定的撞击事件联系在一起。然而,大多数情况下,无数的小陨石,直到沙子大小,搅动和混合在一个被称为“园艺”的过程中。表层的土壤表面积累着太阳辐射和喷出的粒子。阿波罗宇航员从月球上的24个地点收集了被称为核心样本的土壤管。这些钻芯深入土壤3米(10英尺)。在一个钻孔岩心底部发现的一层土壤是在大约5亿年前沉积的,其中包含了当时太阳行为的证据。

为了充分利用核心内部的丰富信息,必须非常小心地打开它们并移除样本供研究。通过金属芯管拍摄的X射线照片提供了关于岩芯样品的第一批数据.然后,在氮气柜内,将核心材料从管中推到水平贮器中。一毫米一毫米的材料被检查,拍照,然后仔细地切片,并放入单独的容器为每一个间隔。每个间隔的材料中有一小部分分发给第一次分析,这将指导后续研究的规划。沿每个核心的长度的一条保留完整,并嵌入塑料作为结构的永久记录。对一个核心部分进行解剖和描述需要4至6个月的时间。这24个岩芯被收集在54个不同的管道中,其中4个尚未打开和第一次检查。

阿波罗16号核心64002正在被解剖。从每毫米间隔的土壤被移除,并被分割以去除大于1mm的颗粒。然后筛选。

锯岩

许多研究要求在岩石中精确定位亚样品。例如,来自太阳和空间的高能辐射会在月球样品中产生核反应。为了推断产生反应的辐射能量,必须知道发生反应的岩石内部的深度--辐射穿透越深,其能量就越大。一块穿过岩石中间的碎片可以研究太阳和其他恒星的辐射,从表面能量最低的恒星到岩石底部能量最强的恒星。

处理器正在对带锯机柜中的样品进行拍摄

锯切岩石是唯一的方法,以产生这样的碎片,并获得准确的定位,以供其他研究。此外,锯切揭示了角砾岩等岩石的复杂内部结构。

为做这种工作,研制了专门的带锯。为了保护岩石不受空气的污染和反应,锯被密封在一个氮气柜里。岩石被夹在一个滑动的桌子和先进的不锈钢刀片,其中有钻石在切割边。由于通常用于锯石的润滑剂和冷却液体会严重污染月球样品,所以锯锯是干的,而且速度非常慢,以防止过热。

这个阿波罗15号玄武岩,15555,已经为它的第一次锯切做好了准备

原始走廊与地下室

从原始样品实验室的核心和锯齿区域出发,我们将进入原始走廊。该走廊的主要功能是提供一个清洁的环境,使样品和设备进入或离开原始样品实验室的氮气加工柜。橱柜配备了传送室或气闸。这些房间有一扇通往橱柜的内门,一扇通往原始走廊的外部门。当样品或设备被转移到一个柜子中时,打开外门,从正在转移的物品中取出最外层的袋子,并将其放置在气闸中。一旦外袋被移除,特氟龙就会戴上手套来处理这些物品。外门密封,空气锁清洗5分钟。然后打开内门,将物品转移到柜子中。

当样品被转移到原始样品实验室(右)的一个柜子中时,最外层的袋子被移走,样品被戴上四氟龙手套放在气闸里

原始样品库位于原始走廊。在飓风威胁期间,一个防水门被栓在保险库门的框架中,以进一步保护保险库中的样本不受上升水的影响。

原始样本库是位于月球样本设施内的两个样本库之一。第二个金库用于存放调查人员在分析后归还的样本。这两个金库的设计都是为了保护样本的收集,使其免受龙卷风和飓风等自然灾害的破坏。

通往原始地下室的门是一扇带有两把组合锁的银行式的门。除非样品被转移,否则它仍然关闭。

原始样品库配备了类似于原始样品实验室的氮气手套箱柜,只不过它们是专为储存而不是加工而设计的。与原始样品实验室一样,专用机柜被指定用于存放来自特定任务的样品。样品储存在不锈钢托盘中,用编号的安全标签密封。两个人必须确认托盘的内容是准确的,然后才能贴上安全标签。保存了一个数据库,其中包含所有样本的位置以及其他信息,以便可以方便地检索样本以进行处理和分发。约26,000个样品,即75%的阿波罗收集的质量位于原始样品库。收集的一个有代表性的抽样被储存在另一个遥远的地点,以便在约翰逊航天中心发生重大灾难时不会丢失整个收藏。

原始样本库

实验实验室

该实验实验室用于对特别大或罕见的月球标本进行测试和测量。与这些标本一起工作的访问科学家可以利用月球样本实验室独特的环境控制,以及在月球材料护理方面经验丰富的人的帮助。在过去,访问科学家测量了通过未打开的核心管的热传导(以确定月球内部的冷却速度),并测量了从土壤和岩石中反射出来的光。

一位访问的科学家利用实验实验室用微型光学显微镜研究月球土壤,这种显微镜可以产生数字图像

回样库

调查人员在分析后归还的大约48 000个样本储存在返回样本库中。这些样品约占阿波罗收集物质量的7.5%。不锈钢立式橱柜内有两叠抽屉,用来存放样品。塑料盒被用来进一步组织样品在抽屉内,使寻找他们的任务更容易。与原始样品库中的橱柜不同,这些橱柜暴露在室内空气中,因为这些样品在调查人员的实验室中被发现时就暴露在地球大气层中。

处理器正在从返回样本库中的一个柜子中移除样品


观察室四周的窗户都可以看到实验室和更衣室的区域

观察室

我们参观的最后一站是观察室。进入观察室不需要特殊的衣服,因为这里没有样品。这间客房有窗户,允许使用者查看原始样品实验室、清洁更衣室和转移室。在观察室和原始实验室之间有一个气闸,用于将样品、工具、容器和文件进出实验室。这一领域还用于审查文件,以核实抽样分配是否符合调查人员的要求,然后才实际装运。观察室还设有显示器,显示机柜的氧气和水分含量以及设施各区域空气中的氧气含量的报警状态。

编译:#太古哥#

看看网友怎么说

董旭贵:图片评论

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陨石真假难分:[赞][赞]

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圆满成功6:图片评论

董旭贵:图片评论

杭帆风顺:那么看来阿波罗登月不是假的啦

铂金紫檀:我们中国的各大博物馆里……展览着多品种的臻贵陨石。

董旭贵:中国更牛看看月球陨石碎片。

董旭贵:中国更牛看看月球陨石碎片

我是我2607:美国牛逼

圆满成功6:这份资料很重量[赞]对本人的一块月球玄武岩质陨石提供了重量的图片参考依据

董旭贵:图片评论

未设置昵称:美国还赠送咱们一点呢,也不知道封闭没有,太空生物

雪花飘飘2460202:那为什么美国龙卷风还是这么多啊

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