月塵“尋寶”背后的科技接力

在經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的期待后，嫦娥六號(hào)探測(cè)器從月球背面帶回的月壤樣品終于向世界揭開(kāi)了神秘的面紗。這背后，一場(chǎng)鮮為人知的月塵“尋寶”接力也漸漸浮出水面。

嫦娥六號(hào)返回器攜帶人類(lèi)首份月球背面樣品，這些“天外來(lái)客”被封裝在特制的密封存儲(chǔ)罐中，歷經(jīng)長(zhǎng)途跋涉后安全返回地球。

144天之后，中國(guó)科學(xué)家采用這些月球背面樣品做出的首批兩項(xiàng)獨(dú)立研究成果，同時(shí)刊登在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》與《科學(xué)》雜志上，引發(fā)廣泛關(guān)注。該成果首次揭示月球背面約28億年前仍存在年輕的巖漿活動(dòng)，填補(bǔ)了月球玄武巖樣品在該時(shí)期的記錄空白。

從最終科研成果的發(fā)布，到嫦娥六號(hào)升空與返回，再到探測(cè)器載荷設(shè)備的研制，回看發(fā)現(xiàn)，成果發(fā)布的背后是科研人員們一棒接一棒組成的“接力賽”，每一次接力都讓人類(lèi)在月塵“尋寶”的道路上更進(jìn)一步。

嫦娥六號(hào)帶回的月球背面樣品有1935.3克，日前發(fā)表于《自然》的重要成果，源自對(duì)其中5克的研究。

在這項(xiàng)研究中，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員李獻(xiàn)華和研究員李秋立，與來(lái)自中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的研究團(tuán)隊(duì)揭示嫦娥六號(hào)著陸點(diǎn)約28億年前便存在火山活動(dòng)，其中對(duì)一顆高鋁玄武巖巖屑的研究表明，月背巖漿活動(dòng)42億年前就存在，至少持續(xù)了14億年。這些研究為人們了解月球演化提供了關(guān)鍵科學(xué)證據(jù)?！斑@是第一個(gè)來(lái)自嫦娥六號(hào)樣本的地質(zhì)年代學(xué)研究，對(duì)月球和行星科學(xué)界具有重要意義，也會(huì)引起更廣泛的關(guān)注?！贬槍?duì)首批研究成果，《自然》雜志審稿人給出這樣的評(píng)價(jià)。

還有多位審稿人指出這是一項(xiàng)“令人興奮”的研究，研究團(tuán)隊(duì)采取細(xì)致謹(jǐn)慎的態(tài)度首次對(duì)月球背面玄武巖進(jìn)行了地質(zhì)年代學(xué)分析，提供了高質(zhì)量、高水準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

在發(fā)表于《科學(xué)》的研究中，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員徐義剛和高級(jí)工程師張樂(lè)領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)對(duì)玄武巖屑進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致月球南極-艾特肯盆地內(nèi)缺乏大規(guī)模月海玄武巖的原因。

張樂(lè)是一名青年科學(xué)家，他告訴記者，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，月球背面的月殼較厚，抑制了月海玄武巖噴發(fā)，導(dǎo)致月球正面和背面的月海分布不對(duì)稱(chēng)。但這不能解釋為什么月殼很薄的南極-艾特肯盆地也缺乏大規(guī)模的月海玄武巖。此次研究表明，月海玄武巖的分布除受月殼厚度影響外，月幔源區(qū)的物質(zhì)組成也是重要的控制因素。月壤的研究成果一出，便獲得大量媒體轉(zhuǎn)發(fā)，并成為科研圈中的討論熱點(diǎn)。但在嫦娥六號(hào)發(fā)射之前，也曾面臨艱巨的任務(wù)與挑戰(zhàn)，他們的付出也是月壤發(fā)現(xiàn)路上不可或缺的一環(huán)。

由于月球具有“二分性”，其正面和背面在形貌、成分、月殼厚度、巖漿活動(dòng)等方面存在顯著差異，但其形成機(jī)制仍然懸而未決，是月球科學(xué)研究中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。嫦娥六號(hào)帶回的樣品采集于月球背面的南極-艾特肯盆地——該盆地是月球上最大、最深且最古老的盆地，為厘清月球正面和背面物質(zhì)組成的差異、破解月球“二分性”之謎提供了難得的機(jī)遇。

由于受到月球的遮擋，位于月球背面的著陸點(diǎn)無(wú)法直接與地球之間通信，需要在鵲橋二號(hào)的支持下“連接”月面探測(cè)器與地球之間的通信。為了實(shí)現(xiàn)這一想法，工程技術(shù)人員與科學(xué)家們?cè)H為頭疼。

“鵲橋二號(hào)是整個(gè)探月四期任務(wù)的‘總開(kāi)關(guān)’，這是因?yàn)樘皆滤钠诘逆隙鹆?hào)、嫦娥七號(hào)以及嫦娥八號(hào)所著陸的地區(qū)都需要鵲橋二號(hào)來(lái)提供信號(hào)中繼，建立月球背面以及月球南極地區(qū)和地球之間的通信?！币幻こ炭傮w崗位的研究員介紹，一切任務(wù)能夠順利實(shí)施的前提之一就是要有暢通的通信環(huán)境，這也是鵲橋二號(hào)的地位如此重要的原因。鮮為人知的是，鵲橋二號(hào)中繼星新研發(fā)的科學(xué)載荷從立項(xiàng)啟動(dòng)到產(chǎn)品交付，僅有不足一年半的時(shí)間，面臨空前的挑戰(zhàn)。

這名研究員告訴記者，為解決時(shí)間問(wèn)題，有效載荷分系統(tǒng)依據(jù)并行系統(tǒng)工程方法，組建了領(lǐng)導(dǎo)小組、多學(xué)科工程技術(shù)人員與科學(xué)家的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，提出了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)品研制高度并行的總體方案，優(yōu)先分配資源與場(chǎng)地，與中繼星平臺(tái)緊密協(xié)同，最終按期完成了工程各項(xiàng)任務(wù)。成功發(fā)射后，科學(xué)載荷運(yùn)行良好，支撐嫦娥六號(hào)成果的采樣返回和科學(xué)成果的產(chǎn)出。

一名參與載荷研制的青年科技人員告訴記者，這些在背后默默付出的科學(xué)家并不被人熟知。如果將搜索范圍再擴(kuò)大，會(huì)看到在月壤成果背后更“遠(yuǎn)處”的身影。他們中有氣象預(yù)測(cè)專(zhuān)家、控制系統(tǒng)的工程師，還有負(fù)責(zé)火箭燃料加注的“氫系工”。

莊佳泰一畢業(yè)就投身于中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，成為氣象團(tuán)隊(duì)的一員。他的工作是從復(fù)雜的氣象數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)發(fā)射窗口，為火箭發(fā)射提供準(zhǔn)確的氣象保障。從最初“預(yù)報(bào)考核連走麥城”到如今“任務(wù)預(yù)報(bào)會(huì)上侃侃而談”，其間是無(wú)數(shù)日夜與云圖數(shù)據(jù)的博弈，更是無(wú)數(shù)次訓(xùn)練考核的摔打。

被稱(chēng)作“氫系工”的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)火箭燃料的加注工作，這是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。加注系統(tǒng)是整個(gè)發(fā)射場(chǎng)最龐大、最復(fù)雜的系統(tǒng)之一，火箭燃料加注工作歷來(lái)被航天人稱(chēng)為“在刀尖上跳舞”，容不得半點(diǎn)馬虎。

張青作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)著他的團(tuán)隊(duì)，包括楊文、許列、孫一龍，長(zhǎng)期駐扎在生產(chǎn)廠家，看圖紙、查資料、學(xué)技術(shù)、問(wèn)經(jīng)驗(yàn)。他們白天在辦公室交流討論，晚上就在宿舍將想法用代碼實(shí)現(xiàn)，邊試邊干，為此常常奮戰(zhàn)到深夜。他們的努力，確保了嫦娥六號(hào)的成功發(fā)射。

“那時(shí)的我們感覺(jué)有使不完的勁兒，我想這就是夢(mèng)想的力量?！被貞浲?，張青歷歷在目。他說(shuō)：“那段時(shí)間，我常發(fā)現(xiàn)頭上白發(fā)時(shí)有閃現(xiàn)，楊文頭上的白發(fā)也更多了一些，但是當(dāng)我們看到長(zhǎng)征五號(hào)一飛沖天的那一刻，這一切都是值得的。”

“這些年輕科研工作者的加入為我們帶來(lái)了新知識(shí)、新手段，對(duì)我們事業(yè)的發(fā)展一定會(huì)有新的促進(jìn)作用，我認(rèn)為這是非常重要的一點(diǎn)。”作為嫦娥六號(hào)任務(wù)總設(shè)計(jì)師，胡浩認(rèn)為在航空航天事業(yè)作貢獻(xiàn)的青年科研人員最重要的便是有擔(dān)當(dāng)，秉持“信念、信心、信譽(yù)、信任”，才能共同完成好航天任務(wù)。

一名參與載荷研制的青年科技人員告訴記者，這些在背后默默付出的科學(xué)家并不被人熟知。如果將搜索范圍再擴(kuò)大，會(huì)看到在月壤成果背后更“遠(yuǎn)處”的身影。他們中有氣象預(yù)測(cè)專(zhuān)家、控制系統(tǒng)的工程師，還有負(fù)責(zé)火箭燃料加注的“氫系工”。

胡旭東是一名資深航天人，2020年就曾作為嫦娥五號(hào)發(fā)射任務(wù)“01”指揮員，親手送“嫦娥五姑娘”飛天攬?jiān)隆Ｈ缃瘢駯|在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)繼續(xù)他的航天夢(mèng)。發(fā)射場(chǎng)的一條條道路，曾留下胡旭東追夢(mèng)奮斗的身姿。從大門(mén)到垂直總裝測(cè)試廠房叫“航天路”，從垂直總裝測(cè)試廠房到火箭固定勤務(wù)塔叫“長(zhǎng)征路”，此外還有“問(wèn)天路”“北斗路”“嫦娥路”……

最終，所有的路匯集到一點(diǎn)——兩座高大挺拔的航天發(fā)射塔架。這里，是一枚枚火箭飛向太空的起點(diǎn)，也是這座年輕的發(fā)射場(chǎng)與其他發(fā)射場(chǎng)不同的地方。

胡旭東說(shuō)，這些路的名字就像是中國(guó)航天人一路走來(lái)留下的一個(gè)個(gè)腳印，“每走一次，都是一次勵(lì)志”。

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