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                面向世界∑ 科技前沿,面向变化并没有让太多国家重大需求,面向国民经济主战场,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先●建设国际一流科研机构。

                ——海燕百家乐科学院█办院方针

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                重返月球步伐受阻 小小月〒尘或是原因

                2019-11-26 科技日报 陈东 赵汉斌
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                  自从1972年底阿波●罗17号任№务完成以后,人类就再也没∑ 有踏足过月球,人类探索月球的研究却从未停止⌒ 过。月球离我们如此之近,但登月对我们↑来说仍然是个艰巨的任务。

                  几十年间,人类从未停止过探索月球的步伐。海燕百家乐、美国、印度、以色列等国都实施过各种探月工程。以色列的月▃球探测器在最后时刻坠◢毁在月面,结果还制造了“最强生物”水熊虫降临月球的话实际上他也没指望用灵爆符来对敌九幻题。无人探测器登月都如此之难,更何况将人送★上月球。

                  是什么阻挡着我们重返月球的脚步?令人意外的是,登月最大╳的阻碍之一,来自★于月球上的那些微小的尘埃——月尘。近日,美☆国国家航空航天局(NASA)研究∏团队称,其研发的、原本用于卫星部件『的涂层,也卐可以应用于宇航服上,希望能让宇航员同电子设备一样共同抵御月尘ξ的“攻击”。

                  月球“花粉症” 阻挡人ξ类探月脚步

                  1969年,阿波罗11号宇宙飞船在月面降落,引擎扬起大▽量尘云,经久不散,使登陆月球变得相当困难。小小尘土,竟然推迟了宇航员的出舱活动时间;当他们鼓起勇气走出宇宙飞船时,阶梯上的月尘又让人直打滑;当踏上月面后,粗糙的月尘竟然硬生生地ζ把宇航服上的靴子磨情况容不得他们做过多掉了一层!细微的月尘还会划破宇航◆服,甚至当即擦伤防护罩玻璃。

                  最要命〓的是※,登月设备的太阳能电池Ψ 原本在接受阳光照●射后,能释放电流并将电压数据传回♂地球。可是,当月尘颗粒沾上电池表面时,也挡住了〗阳光,让电压数值下降。

                  在宇航员↙从月面返回登陆舱后,舱内的宇航员相继出现咽◤喉疼痛、鼻塞、打喷嚏、流泪等症状。他们形容说ζ ,闯进航天→器里的月尘,“闻起来就像燃烧的火药一样”。阿波罗17号航天员哈里森·施密特把这种月尘引起的症状叫做“月球≡花粉症”,曾登上过月球的12个人中,或多或¤少都出现过此症状,过了很多天才略♀微缓解。躲在飞船和宇航服里的月尘,甚至跟着回到♀了地球。一位在地球上帮助阿波∑罗11号机组人员从〓落满月尘的太空舱中脱身的医⊙生,也经历了“月球花粉众人露出了惊骇症”。这种“囧”态,是人类在登『月之前始料未及的。

                  阿波罗17号宇航员『尤金·塞尔南是最后一个在月球上行走的人。他在回△归的汇报中说:“灰尘可能是我们在月球上进行科考操作的最大障碍之一。我认为我们可以克服其他生理、物理或机械的难题——除了灰尘。”

                  锋利又带电 人员设Ψ备都被“威胁”

                  那么这些飞※扬的尘埃颗粒又是从哪里来的呢?我们知道,月球表面覆盖着由▲岩石碎屑和尘埃组成的月壤▲,月壤∞一般有5至10米厚,它是在月球地质历史时期由无数陨石撞击、宇宙射♀线和太阳风辐照↘、大幅度温度变化导〓致的月球岩石破碎等因素所形ぷ成的。飞船降落、宇航员▂在松散的月壤上行走,都会高调地扬起月尘,经久不散。

                  1969年至1972年间12名阿波罗宇航①员曾在月球表面行走,他们的遭遇让科学家和工程师们展开了对月尘的深入研究。如今,人们已基︽本了解,月尘是几十亿年以来陨石对月面↙上的猛烈撞击所造成的,这种巨大的撞击力让以硅酸盐为主的月球表面岩石产生了无数的硅●酸盐颗粒;同时,撞击产生的高温还使得这些颗粒玻璃化。由于月球重力只有地球重力的16.6%,这些颗粒物可以长时间悬浮在▓月球表面。在地球上,类似细微颗【粒的表面在风和水流的长期侵蚀作用下会变得平滑;但在月球上没有这种侵蚀】作用,这些颗粒↓尖锐而锋利的边缘得以长时间保持。

                  更为严↓重的是,由于月球【表面没有大气层的保护,太阳风♀带电粒子流的冲击使得这些尘埃∏产生了静电,从而易于成团并吸附在仪器设备和宇航服表∩面,防不胜防而且难以清除。

                  月尘的影响还远不止让宇航员打几个喷嚏那么简这些越南单,它对登月仪器设备乃至整个飞行器的安全影响才是最致命的。

                  科学家们发现「,月尘覆盖在仪器设备表面,会引发很多他早就看出孙树凤这么久没见到了故障¤, 包括々机械结构卡死、密封∞机构失效、光学系统灵敏度下○降、部件磨损以及热控系统≡故障。当月尘聚集在太阳能←电池板表面时,则直←接影响太阳能电池的输出。月尘还常◤进入机械设备内部,极易引起设备◥过度磨损。在阿波罗计划中,样品箱真①空泵的损坏就拜月尘所赐↓。而它悄无声息地钻进电子设备,会沉积在各个部位,导致设备出现散热问◣题或短路等不可思议的故障。

                  为此,航天员必须花大量的宝贵时间来清除各种设备表面上的月尘,但是使用刷ξ 子清除月尘不仅十分困难,还容易擦伤器件表面。此外,由于月尘颗粒边缘锐利,在与宇⊙航员或航天器碰撞时,存在划破宇航▆服、甚至划伤飞船表面等的可能■性,从而危及宇航员的☉生命。

                  此前,由十几位科学家组成卐的国际团队曾对人类长期暴露于月尘〖下的影响展开过研究, 他们发现月尘对人体健康的威胁巨大。月尘类似╱我们周围空气中的PM10、PM2.5颗粒物,但因为它具有锋利的锯齿╲状边缘,极具腐蚀性,甚至具有一◣定的辐射性,其危害远大于地球上类似的颗粒物。比人的头发丝直径细50倍的月尘微粒,可在肺部逗留数月,其停留时间越长,对人产生副作用的机会就越大。目前,吸入月尘的潜在危害还没有完全搞清楚,但已有研究◇表明,月球土壤模拟物长期暴露后会对动物的肺和脑细胞造◇成损伤。

                  研究应对¤方案 指引未来№探索步伐

                  科学家〒们指出,要想彻底解决月尘带来的危害,还需≡要做进一步的深入研究。对月尘物理性质的研究结果,也预示着,如果人类登陆类似的外太↑空环境,如在火星也极有可能⌒ 会遇上类似月尘的“火星尘”问题。因此,研究应对月尘的方案,对下一步太阳系内类地行星№的探索极具∞指导意义。

                  2016年前后,波音公司一位名叫卡维娅·曼亚普的工整个人显得很是诡异程师与来自美国国家航空航美人天局(NASA)格伦研究中︼心的科学家合作,提出了主动除尘和被动除尘的↘解决方案。主动除尘就是用类似静电除尘的方案,通⊙过让结构特殊的、有一定面□ 积的纤维织物带电后,主动吸附月尘。在模拟环□ 境下,它∮可吸附接近90%的尘⌒埃颗粒物;而被动除☆尘是指使用一种特殊涂料来中和带静电的颗粒物,并阻止其聚集于涂料表』面。目前,这个项目已经卐成功申请了专利,但还未见产品问世。

                  此√前提到的NASA所研发的涂层,是其小行星、月球和火星卫星环境动态响应计划的一部分。这种涂层由二氧化钛的原子层组成,使用一种叫做原子层沉积的先进技术将二◆氧化钛涂覆到涂料的干颜料上,借助二◆氧化钛和紫外辐射的光化学反应,来消∩除月尘及类似颗粒物的影响。

                  可以预料,在不久的将Ψ 来,人类科①技的进步可极大降低类似月尘的颗粒物对人类未来太空探索的影响。我们相信,无论什么〓尘埃,都无※法阻挡人类探索太空的步伐。

                  (陈东系中◎国科学院云南天文台高级工程师)

                打印 责任编辑:侯茜
                • 暗物质和暗能量 物理学天空这两朵乌云何时才能消散

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