NASA打开50年前阿波罗任务宇航员收集的密封月球样本

该样本由位于休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心的天体材料研究和探索科学部（ARES）的研究人员打开，该部门负责保护、研究和分享美国宇航局收集的地外样本。这项工作由"阿波罗下一代样品分析计划"（ANGSA）领导，该科学小组旨在为即将到来的月球南极的 Artemis任务提前了解更多关于样品和月球表面的信息。

“了解阿波罗登陆点的月球样本的地质历史和演变，将有助于我们为Artemis任务期间可能遇到的样本类型做好准备，”美国宇航局科学任务局副局长Thomas Zurbuchen说。“Artemis任务旨在从月球南极附近带回寒冷和密封的样本。这是一个令人兴奋的学习机会，以了解收集和运输这些样本、分析这些样本以及为后代科学家在地球上储存这些样本所需的工具。”

当阿波罗宇航员在大约50年前返回这些样本时，美国宇航局有先见之明，保留了其中一些未开封和原始的样本。

“该机构知道科学和技术将不断发展，并允许科学家以新的方式研究这些材料，以解决未来的新问题，”美国航空航天局总部行星科学部主任Lori Glaze说。“ANGSA计划旨在检查这些特别储存和密封的样本。”

ANGSA 73001样本是宇航员Eugene Cernan和Harrison"Jack"Schmitt在1972年12月收集的阿波罗17号驱动管样本的一部分。宇航员将一对相连的1.5乘以14英寸的管子敲入月球表面，从月球的Taurus-Littrow山谷的滑坡沉积物中收集岩石和土壤样本。然后宇航员在月球上将一个驱动管单独密封在真空中，再带回地球；在月球上只有两个驱动管是以这种方式真空密封的，这是第一个被打开的驱动管。这个驱动管的另一半，即73002，被装在一个正常的（未密封的）容器中返回。此后，密封的管子一直被小心翼翼地存放在保护性的外真空管中，并在约翰逊的大气控制环境中。非密封段在2019年被打开，并揭示了一系列有趣的颗粒和较小的物体，被称为小岩块，月球地质学家渴望研究。

现在，科学家们正将注意力集中在密封的、较低的核心部分。在收集岩心时，岩心底部的温度低得惊人，这意味着可能存在着挥发性物质（在正常温度下蒸发的物质，如水冰和二氧化碳）。他们对这些来自月球赤道地区的样本中的挥发物特别感兴趣，因为它们将使未来研究Artemis样本的科学家更好地了解这些样本中可能存在的挥发物的位置和内容。

预计在这个密封的阿波罗样本中存在的气体数量可能非常少。如果科学家能够仔细提取这些气体，就可以使用现代质谱技术对它们进行分析和鉴定。这种技术近年来已经发展到了极度敏感的水平，可以精确地确定未知分子的质量，并利用这些数据来精确识别它们。这不仅使测量得到改善，而且意味着收集到的气体可以分成更小的部分，与更多进行不同类型月球科学的研究人员共享。

美国宇航局的Ryan Zeigler，即阿波罗样本负责人，正在监督提取气体和岩石的过程。妥善准备、编目并与他人分享样本进行研究也是Zeigler的工作。

“很多人都开始兴奋了，”Zeigler说。“新墨西哥大学的Chip Shearer在十多年前提出了这个项目，在过去的三年里，我们有两个伟大的团队在开发独特的设备，使其成为可能。”

被用来提取和收集气体的设备，称为manifold，是由圣路易斯华盛顿大学的Alex Meshik、Olga Pravdivtseva和Rita Parai博士开发。来自欧空局的Francesca McDonald 博士带领一个小组建造了这个特殊的工具，以小心翼翼地刺穿盛放月球样本的容器，而不会让任何气体泄漏。他们一起创造并严格测试了一个独一无二的系统，以收集密封在容器内的极其珍贵的材料--气体和固体。

2月11日，该团队开始了谨慎的、长达数月的过程，首先打开外部保护管，捕捉里面的任何气体，从而取出样本。Zeigler和他的团队知道外部容器内应该有哪些气体，并发现一切都符合预期。管子里似乎没有月球气体，表明内部样品管的密封性很可能仍然完好。2月23日，该团队开始了下一步：一个为期数周的穿透内部容器的过程，慢慢收集任何希望仍在里面的月球气体。

在气体提取过程结束后，ARES团队将准备小心地从容器中取出土壤和岩石，可能在今年春天晚些时候进行。