Haben wir das Glas für den Bau einer Mondbasis? Chinesische Wissenschaftler machen neueste Entdeckung auf Mondboden

Auch auf dem Mond gibt es Glas! Am 7. erfuhr der Reporter vom Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, dass chinesische Forscher durch systematische materialwissenschaftliche Forschung an den Mondbodenproben von Chang'e-5 Mondglasmaterialien verschiedener Art und Herkunft entdeckt hätten. Noch wichtiger ist, dass sie im Mondboden von Chang'e-5 auch erstmals natürliche Glasfasern entdeckten. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden online im National Science Review veröffentlicht.

Wenn wir von Glas sprechen, denken wir normalerweise an wunderschöne, vom Boden bis zur Decke reichende Fenster, farbenfrohes Glashandwerk und elektronische Bildschirme, die man überall findet. Tatsächlich ist Glas nicht nur ein wichtiges künstliches Material, sondern auch eine natürliche Substanz, die in der Natur allgegenwärtig ist. Sogar auf der öden und unfruchtbaren Oberfläche des Mondes gibt es noch reichlich Glasmaterial, das durch Vulkanausbrüche, geologische Bewegungen, Meteoriteneinschläge und andere Aktivitäten entsteht.

Viele der Mondgläser könnten Hunderte Millionen Jahre lang stabil bleiben. Mondglas ist ein wichtiges Material zur Erforschung der Geheimnisse des Mondes. Darin werden nicht nur alte Mondmaterialien aufbewahrt, sondern auch die Umweltinformationen zum Zeitpunkt ihrer Entstehung aufgezeichnet. „Die Mondbodenproben von Chang'e-5 bieten eine hervorragende Gelegenheit, die Entstehung und Entwicklung des Mondes aufzudecken, die Mondoberfläche und die Weltraumumgebung zu verstehen und die Nutzung der Mondressourcen vor Ort zu fördern. Sie liefern außerdem wertvolle Proben für die Untersuchung extraterrestrischer Glasmaterialien.“ sagte Bai Haiyang, ein Forscher am Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.

Dieses Mal analysierten die Forscher umfassend die Morphologie, Zusammensetzung, Mikrostruktur und den Entstehungsmechanismus des Glasmaterials in den Mondbodenproben von Chang'e-5. Sie fanden heraus, dass es auf der Mondoberfläche einen gläsernen Ursprung mit mehreren Umwandlungswegen gibt, darunter in den festen, flüssigen und gasförmigen Zustand. Die häufigen Einschläge von Meteoriten und Mikrometeoriten auf der Mondoberfläche führen zum Schmelzen und schnellen Abkühlen von Mineralien, wodurch verschiedene Formen von Glasmaterialien entstehen, darunter Glasperlen in rotierenden Formen wie Kugel-, Ellipsoid- und Hantelformen, zementartige Materialien mit poröser Struktur und Spritzmaterialien in flüssiger Form.

Abbildung 1. Glasperlen mit sphärischen, ellipsoiden, hantelförmigen und anderen Rotationsmerkmalen im Mondboden von Chang'e 5

Abbildung 2. Glasfasern mit unterschiedlichen Aspektverhältnissen im Mondboden von Chang'e-5

Diese durch Einschläge entstandenen Glasmaterialien zeichnen Einschlagsereignisse auf der Mondoberfläche in verschiedenen Größenordnungen auf, von Tausenden von Metern bis hin zu Nanometern. Die Morphologie des erstarrten Glases hängt von der Viskosität der glasbildenden Flüssigkeit ab, die wiederum von der Einschlagstemperatur dominiert wird. Daraus lässt sich die Einschlagsintensität des Meteoriten ableiten, was für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung des Mondbodens von großer Bedeutung ist. Dr. Zhao Rui vom Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften stellte vor.

Besonders bemerkenswert ist, dass Forscher im Mondboden von Chang'e-5 erstmals natürliche Glasfasern entdeckten. Diese Glasfasern mit ultrahohem Aspektverhältnis werden durch thermoplastische Formgebung viskoser Flüssigkeiten beim Aufprall gewonnen. Im Vergleich zu Glasperlen mit niedrigem Aspektverhältnis ist die Flüssigkeitsviskosität dieser Glasfasern höher, was bedeutet, dass die entsprechende Aufpralltemperatur und Aufprallgeschwindigkeit niedriger sind. Dies deutet auf relativ milde Mikroeinschlagsereignisse auf der Mondoberfläche hin.

Gleichzeitig „beweisen diese natürlichen Glasfasern, dass Mondboden eine gute Fähigkeit zur Glasbildung sowie hervorragende Verarbeitungs- und Formgebungseigenschaften besitzt, was die Machbarkeit der Verwendung von Mondboden zur Verarbeitung und Herstellung von Glasbaustoffen auf der Mondoberfläche bestätigt, was eine wichtige Unterstützung für den Bau zukünftiger Mondbasen darstellen wird.“ sagte Shen Laiquan, ein assoziierter Forscher am Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.

Abbildung 3. Durch Aufdampfen abgeschiedene amorphe Schicht auf der Oberfläche von Mondbodenpartikeln von Chang'e 5

Abbildung 4. Schematische Darstellung der unterschiedlichen Ursprünge verschiedener Glasmaterialien auf der Mondoberfläche

Lu Chengkuan, Reporter der Science and Technology Daily

Das Titelbild dieses Artikels stammt aus der Copyright-Galerie und ist nicht zum Nachdruck berechtigt; Die Bilder im Artikel stammen von der offiziellen Website des Instituts für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften