封存50年的月尘最终将揭开其秘密

通过六次不同的阿波罗任务，宇航员从月球带回了 842 磅岩石和土壤。虽然其中大部分几乎立即用于科学研究和分析，但 NASA 封存了相当一部分。研究人员希望后代能够使用更先进的技术，更好地了解地球唯一的天然卫星的地质和化学性质。

象征性地说，阿波罗号的残骸即将在 50 年来首次重见天日。周一，在关于白宫 2020 年预算提案的演讲中，NASA 局长 Jim Bridenstine 宣布，NASA 将向美国九个不同的研究机构提供三份月球岩石样本，这些样本将在那里进行首次实验室研究和分析。这些发现可以让我们更全面地了解月球地质及其数十亿年来的演变过程，甚至可能让我们了解在未来十年最终重返月球时应该注意什么。

布莱登斯坦在佛罗里达州肯尼迪航天中心对观众说：“当上一代人执行阿波罗任务时，他们知道当时拥有的技术不是我们现在拥有的技术。所以他们下定决心要保存样本……如果可以的话，我想感谢阿波罗一代保存了这些样本，这样我们这一代才有这个机会。”

我们能提供给地球研究的月球样本数量有限，NASA 一直谨慎地避免过于慷慨。但该机构再次推动重返月球的努力让我们看到了希望，我们很快就会有更多的材料可供利用。“未来还有更多的月球样本，我们将能够比以前更多地了解月球，”布莱登斯坦说。

这些样本都是在阿波罗 15、16 和 17 号任务期间收集的。它们从未暴露在地球大气层中，但保存方式却大不相同。例如，1972 年带回地球的阿波罗 17 号样本重 1.8 磅，是真空密封的月球核心，内含分层岩石，九个选定的研究小组中的六个将对其进行研究。与此同时，另一个团队将接触自 1971 年以来一直储存在氦气中的阿波罗 15 号样本。一些任务样本自带回地球以来一直处于冷冻状态，而其他样本则一直密封在室温储存中。

“我认为 NASA 能够将这些新样本公之于众，这是一个绝佳的机会，”美国海军研究实验室的研究员凯特·伯吉斯 (Kate Burgess) 说道。她将带领一个团队研究冷冻样本以及氦气保存的样本，以观察“太空风化”的影响——太空环境与月球等无空气物体的相互作用。“过去 10 到 15 年间，用于样本分析的许多技术和仪器都取得了重大进展，现在已经足够成熟，可以提供可靠和值得信赖的数据。”

太空风化涉及的两个最大过程是太阳风辐射（这会导致氢和氦被困在月球的最外层表面）和微陨石的撞击。这些过程会极大地影响月球的表面层。“更好地了解导致某些特定类型变化的原因将有助于更好地解释我们没有样本的表面成分和历史，包括月球的其他部分和许多小行星，”伯吉斯说。

这类研究需要使用不同的显微镜和光谱仪器，这些仪器可以表征土壤的结构和化学性质，并真正深入研究太空风化引起的物理变化。这类仪器的高空间分辨率实际上只是在过去 10 年左右才实现的。此外，伯吉斯说，测量行星材料中纳米级口袋中捕获的氢和氦的能力——对本次研究至关重要——才大约五年才成为可能。直到去年，伯吉斯和她的同事才成功报告了对月球样本的此类研究。

伯吉斯并不是唯一一个强调当今技术对他们的研究至关重要的人。新墨西哥大学的研究员查尔斯·希勒正在领导一项研究，研究对象是真空密封的阿波罗 17 号样本，这些样本是从月球上一个温度低到足以让水结冰的区域采集的。这些“冷阱”样本是独一无二的，实验室团队以前从未研究过类似的样本。希勒希望利用这些检查重建月球上挥发物（容易蒸发的物质，如水）的循环，并描述新的月球岩石。同样，显微镜和光谱学的进步对于使这项工作比过去几十年更加详细至关重要，并为团队提供了对岩石本身进行老化的机会。

“十年来我一直提倡检查这些样本，”希勒说。“在此期间，我与 NASA 合作制定处理和管理这些样本的策略。周一所有这些计划都得以实现，这真是令人欣慰。我们应该把这些月球样本中的每一个都看作是一次新的、非常便宜的月球样本返回任务。”

通过这些项目，我们必将更好地了解月球的过去，但在我们计划重返月球时，它们也应该给我们提供很多值得思考的东西。“我们如何探索月球以及在月球上开展人类活动可能部分取决于对这些样本的观察，”希勒说。

伯吉斯暗示，她的工作将有助于我们了解如何导航和接触月球和小行星等直接暴露在太空中的无空气天体，而许多人都想在这些地方开采并建立永久前哨。希勒和加州大学伯克利分校研究员基斯·韦尔滕 (Kees Welten) 领导着一个关于陨石撞击对月球影响的项目，他们都认为这类工作可以帮助我们改进样本收集技术和材料，以便未来对月球和太阳系其他天体进行研究。

选定的其他研究这些样本的项目将深入研究有机物如何在月球上保存、水如何被锁定在月球矿物中以及月球火山初期奇异物质的形成。“这与阿波罗 11 号 50 周年纪念相呼应，并且当前国际社会对月球的兴趣，以及其他行星样本返回任务，如 OSIRIS-REx 和隼鸟 2 号，让这个时刻更加激动人心，”伯吉斯说。