Seltener Mondboden: Erforschung des außerordentlichen Wertes des Mondbodens

Chang'e-6 kehrt triumphal zurück und bringt seltene „lokale Spezialitäten“ von der Rückseite des Mondes mit! Dies ist das erste Mal, dass Menschen Proben von der Rückseite des Mondes zurückgebracht haben. Jedes Erdkorn trägt die Geheimnisse und Schätze aus den Tiefen des Mondes in sich. Warum wollen die größten Weltraummächte der Welt eine Handvoll Erde vom Mond holen? Welchen Wert hat dieser graue Boden?

1. Der Ursprung von 1 Gramm Mondboden

In den 1960er und 1970er Jahren konzentrierten sich die USA und die Sowjetunion, die sich nach dem Zweiten Weltkrieg rasch zu zwei Supermächten entwickelt hatten, auf einen Wettstreit um die Vorherrschaft auf dem Mond, dem einzigen Satelliten der Erde in 380.000 Kilometern Entfernung. Für die Landung auf diesem Planeten wurden eine Reihe hochtechnologischer Technologien erfunden und in der Ingenieurpraxis zur Erforschung des Mondes eingesetzt. Heute sehen wir eine große Zahl sperriger Raumfahrzeuge, die einst für Mondlandungen eingesetzt wurden und die „Meisterwerke“ dieser Ära sind. Bei diesem Wettlauf zum Mond brachten die Vereinigten Staaten insgesamt 382 Kilogramm Mondboden und -gestein mit. Während der Apollo-17-Mission im Jahr 1972 brachten Astronauten auf einmal 110,5 Kilogramm Mondproben mit.

Verglichen mit dem lebhaften Treiben amerikanischer Astronauten, die mit einem Mondrover Proben auf der Mondoberfläche sammelten, wirkte die Sowjetunion, die zwei „badewannenförmige“ Roboter zum präzisen Sammeln von Proben einsetzte, deutlich „höflicher“. Die Sowjets, die sich bei der Probenentnahme und Rückführung vollständig auf Automatisierung verließen, steuerten insgesamt 301 Gramm Mondboden zur Familie der menschlichen „Mondrückführungsproben“ bei. Bis heute gilt die Fähigkeit zur eigenständigen Erforschung außerirdischer Körper als Kronjuwel der technologischen Supermächte der Welt. Mit einem atemberaubenden Raketenstart nach dem anderen werden verschiedene Arten von Detektionsgeräten, die die Weisheit der Menschheit vereinen, in die Außenwelt geschickt.

Im Mai 1978 schickte Jimmy Carter, der damalige 39. Präsident der Vereinigten Staaten, den Nationalen Sicherheitsberater Brzezinski nach China, um die damaligen Barrieren zwischen den beiden Ländern niederzureißen. Neben der Präsentation einer roten Flagge mit fünf Sternen, die angeblich zum Mond gebracht worden war, überreichte Bush der chinesischen Regierung auch ein ein Gramm schweres Stück Mondgestein, das von den Astronauten der Apollo 17 gesammelt worden war. Diese wertvolle Probe wurde später in zwei Teile geteilt: 0,5 Gramm davon wurden vom Pekinger Planetarium für populärwissenschaftliche Zwecke gesammelt, und die anderen 0,5 Gramm wurden vom chinesischen Astrochemiker und Akademiemitglied Ouyang Ziyuan für wissenschaftliche Forschungen verwendet, was den Beginn der chinesischen Mondbodenforschung markierte.

2. Der Ursprung des Mondbodens

(Dies ist die Mondprobe Nr. 001, fotografiert im Nationalmuseum von China. Fotografiert vom Reporter der Nachrichtenagentur Xinhua, Jin Liangkuai)

Wie wir alle wissen, spielt der Mond als Satellit der Erde eine unverzichtbare Rolle beim Schutz der Erde vor den Bedrohungen durch kleine Himmelskörper im Universum. Die Oberfläche des Mondes ist uneben geworden und hat durch Meteoriteneinschläge zahlreiche Krater gebildet. Nach Ergebnissen von Laboruntersuchungen an Mondproben und der Interpretation von Fernerkundungsdaten von Sonden, die den Mond umkreisen, beträgt die durchschnittliche Dicke des Mondbodens auf der Mondoberfläche heute 4 bis 5 Meter. Für die Entstehung einer solchen Dicke vermuten Forscher zwei Hauptursachen:

Hypothese des lockeren Lehmbodens: Da sich unter Vakuumbedingungen kein Oxidfilm auf der Oberfläche der Staubpartikel befindet, muss die Viskosität der Staubpartikel beim Kontakt berücksichtigt werden. Der Mondboden auf der Mondoberfläche hat eine lockere Struktur. Unter dem Einfluss der Schwerkraft der oberen Mondbodenschicht und der häufigen Meteoriteneinschläge wird der Mondboden mit zunehmender Tiefe dichter.

Der Mondboden besteht aus großen Mineralien und die Mondlandschaft wurde durch Meteoriteneinschläge geformt. Beim Meteoriteneinschlag bildete sich eine große Schuttschicht. Die Dicke dieser Materialschicht beträgt in der Nähe des Kraterrandes 10 bis 100 Meter, im Bereich zwischen den Kratern erreicht sie einen Meter. In diesem Fall besteht der Mondregolith aus einem lockeren, porösen Material, das durch häufige Meteoriteneinschläge entsteht.

Die Oberfläche des Mondes ist nicht der Verwitterung und Wassererosion ausgesetzt, die auf der Erde auftritt. Da keine dichte Atmosphäre zum Schutz vorhanden ist, ist das Material auf der Mondoberfläche der Sonnenstrahlung vollständig ausgesetzt. Faktoren wie die kontinuierliche Einwirkung hochenergetischer kosmischer Strahlung und Sonnenwindpartikel sowie der enorme Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht auf dem Mond haben die Zersplitterung des Gesteins auf der Mondoberfläche beschleunigt. Im Zuge der geologischen Aktivitäten der Mondkruste wurde die Oberfläche des Mondes nach Milliarden von Jahren der Entwicklung mit dickem Staub bedeckt, wodurch der Mondboden entstand.

Anders als der meiste „ Boden “ auf der Erde, der reich an Mikroorganismen und Wasser ist , ist der Mondboden trocken und pulverförmig . Den Ergebnissen der Datenanalyse aus der Apollo-Reihe von Erkundungsmissionen, den Monderkundungsmissionen und dem Chang'e-Monderkundungsprogramm zufolge besteht die chemische Zusammensetzung des Mondbodens und der Mondgesteine ​​hauptsächlich aus Oxiden von 14 Elementen, darunter Silizium, Magnesium, Aluminium, Kalzium, Eisen, Mangan und Nickel. Die Dichte des Mondbodens beträgt etwa 1,5 Gramm pro Kubikzentimeter. Die Mineralfragmente im Mondboden bestehen hauptsächlich aus Olivin, Plagioklas, Pyroxen, Ilmenit, Spinell, Basalt, Plagioklas, Peridotit, Syenit, Brekzienfragmenten, geschmolzenem Gestein, Mikrobrekzie, Impaktglas, magmatischem Schuttglas usw. Schauen Sie! Der scheinbar einfache Mondboden weist eine sehr komplexe chemische Zusammensetzung, Gesteinsart und Mineralzusammensetzung auf.

3. Der Einfluss von Mondstaub auf die Mondforschung

Mondstaub ist der Hauptbestandteil des Mondbodens . Mondstaub hat im Allgemeinen einen Durchmesser von etwa 10 Mikrometern, doch solch kleiner und grober Staub kann langfristige und irreversible Auswirkungen auf die Stromversorgung und die mechanischen Komponenten von Astronauten sowie auf die Ausrüstung zur Erforschung des Weltraums haben: Aufgrund der Haftung und Viskosität des Mondstaubs können Astronauten möglicherweise Schwierigkeiten haben, die Gelenke der Raumanzüge zu bewegen, die sie tragen. Die Strom- und Roboterarmverbindungen des Mondrovers können aufgrund der Anhaftung einer großen Menge statisch aufgeladenen Mondstaubs versagen. Die Leistungsfähigkeit der Solarmodule von Sonden im Mondorbit wird durch langfristige Kollisionen und Reibung mit großen Mengen Mondstaub stark beeinträchtigt.

Mondstaub beeinflusst das Tempo der menschlichen Monderkundung nicht nur auf mikroskopischer Ebene, sondern vielmehr auf makroskopischer Ebene. Darüber hinaus spielt Mondstaub auch als „Tracer“ in der Mondphysik und der geologischen Forschung eine wichtige Rolle. Aufgrund der ausgedehnten und vielschichtigen Verteilung des Mondstaubs auf der Mondoberfläche sind Forscher in der Lage, diese Eigenschaften zu nutzen, um „ unsichtbare “ Modelle physikalischer Felder des Mondes zu konstruieren, wie etwa: Verteilung des elektrostatischen Felds des Mondes , Eigenschaften des lokalen magnetischen Felds des Mondes , Dichte und Verteilung der Mondatmosphäre .

4. Bau einer Mondbasis

Die Menschheit hat enorme Anstrengungen unternommen, um die Geheimnisse der Welt jenseits der Erde zu verstehen. Durch den Bau optischer astronomischer Teleskope, Radioteleskope und anderer Arten von Teleskopen, die Einblicke in das Aussehen des Universums in verschiedenen Bändern ermöglichen, wird das Universum um uns herum dreidimensional und klar. Durch den Start verschiedener Sonden werden die Geheimnisse der Planeten unseres Sonnensystems und ihrer Satelliten nach und nach gelüftet. Auf diesen Planeten werden wir mehr explorative Experimente und Beobachtungen mit größerer Klarheit und ohne menschliches Eingreifen durchführen und so ein genaueres Verständnis des Universums um uns herum erlangen können. Wenn wir vom Mond, dem einzigen Satelliten der Erde, auf die Erde zurückblicken, können wir die erdnahe Weltraumumgebung und Atmosphäre unserer blauen Heimat kontinuierlich überwachen.

Als Wiege des Lebens schützt und nährt die Erde nicht nur das Leben auf der Erde, sondern gibt uns auch die Möglichkeit, weit weg zu gehen. Nach 23 Jahren Bau- und Betriebszeit ist es der Menschheit nun möglich, mit der Internationalen Raumstation in einer niedrigen Erdumlaufbahn zu leben und zu arbeiten. Der Mond und der Mars sind zu neuen Kontinenten geworden, auf denen wir unsere Infrastrukturkapazitäten unter Beweis stellen können. Bevor wir eine Reihe von Problemen, die das Überleben der Menschheit auf außerirdischen Körpern erschweren, wie etwa kosmische Strahlung, Selbstversorgung mit Nahrungsmitteln und physiologische Grenzen, vollständig lösen können, müssen wir Roboter einsetzen, um weiterhin mehr wissenschaftliche Daten für unsere Forschung zu sammeln und so mehr über das Überleben auf außerirdischen Körpern zu erfahren. Vielleicht können wir diese kommende Welt weiterhin aus der Nähe beobachten, indem wir eine Mondraumstation bauen. Um auf dem Mond lokale Materialien zur Herstellung von Baumaterialien und sogar wissenschaftlichen Instrumenten zu verwenden , arbeiten Forscher und Ingenieure zusammen, um beispiellose Forschungen auf dem Mondboden durchzuführen . Ziel ist es, mithilfe der 3D-Drucktechnologie Mondboden in Bauelemente für eine bemannte Mondbasis umzuwandeln und so den schweren und teuren Transport der Baumaterialien von der Erde zum Mond einzusparen .

Der scheinbar unscheinbare graue Mondboden kann uns nicht nur vor Wind (von der Sonne) und Regen (von Meteoriten) schützen, sondern uns auch mit sauberer Energie und sogar Wasser versorgen. Durch die Analyse einer großen Menge globaler Mondspektraldaten und Mondproben wurde festgestellt, dass der Mondboden reich an Helium-3 und anderen nutzbaren zukünftigen Energiequellen ist. Natürlich wird es nach dem derzeitigen Wissensstand der Menschheit einige Zeit dauern, bis wir die Technologie zur Gewinnung oder effizienten Nutzung dieser Ressourcen vor Ort vollständig beherrschen.