嫦娥五号带月球“土特产”回家 科学仪器分析月土
- 2021/11/10 14:57:13 26096
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表产业】导读：作为嫦娥家族的“五妹”，嫦娥五号成为能“回家”的探测器——而且，她不仅平安回来，还带回2千克珍贵的月球“土特产”。它们是嫦娥五号在月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区获得的样品，那里存在大约13亿至20亿年前的玄武岩，具有重要的科研价值。
从更长远的视角来看，我国的月球探测分为“探、登、驻”三步走，即无人探测、载人登月、短期驻扎(建立月球基地)。“绕、落、回”三小步中最后一步的完成，标志着“探、登、驻”三大步的第一阶段完美收官。作为富饶的“矿场”和理想的“太空补给站”，月球近年来成为深空探测的热土。根据各国发布的计划，2030年前，不少国家都希望将航天员送上月球，并谋划建设永久科研基地。
古往今来，我国对月球的探索从未停止。国家天文台已建成月球样品实验室，用来研究月壤，那么想知道哪些科学仪器将担起分析月壤的重任吗？跟着小编的步伐来了解吧~
拉曼光谱仪——矿物鉴定小助手
对于地质样品来说，每一种矿物都有特定的拉曼光谱，它们的波峰很窄且不重叠，这样就利于土壤或岩石样品的矿物鉴定。通过测定岩石和土壤的拉曼光谱，可以准确地鉴定其中的主要矿物、次要矿物及微量矿物，确定它们的组份比例。
月岩和月壤中的主要矿物为长石、辉石和橄榄石。这些矿物的拉曼光谱波峰狭窄且不重叠,适合于月岩和月壤的矿物组合分析。拉曼光谱仪可以探测岩石样品中的长石矿物,结合其所占的比例,进而估算长石的组成含量,这是其他谱仪所不能做到的。该仪器还可以测试岩石和土壤中水的含量和各种含水矿物,这对寻找月球水资源起到了关键的作用。激光拉曼光谱仪的特点是对样品处理要求很低、不破坏样品、不影响其他探测技术的测试结果。现代激光技术的发展,完全可以制造一个小形、轻量、低能耗的激光拉曼光谱仪,安装在月球车上开展月球表面岩石和土壤的勘探工作。
电感耦合等离子体质谱仪——无损分析
由于月壤样品获取困难，分析月壤首先考虑的是无损分析方法，例如利用显微镜观察月壤颗粒的表面形态特征，利用光谱分析仪器、X射线分析仪器等对月壤中的矿物和化学组成进行定性和定量分析。此外还需要进行一些有损的化学成分分析，此时需要考虑尽量以更少的样品用量获得更多的有用信息。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术、显微激光拉曼光谱、纳米离子探针技术等微量分析技术就是很好的选择。
与传统无机分析技术相比，ICP-MS技术提供了检出限、最宽的可测浓度范围，具有干扰最少、分析精密度高、分析速度快以及可进行多元素同时测定等分析特性。该技术在矿物研究方面的应用有：矿物稀土、稀散以及痕量、超痕量元素分析；铂族元素分析；溴、碘等非金属元素的分析；同位素比值分析；激光剥蚀固体微区分析等。
电子探针、扫描电镜
扫描电子显微镜是用细聚焦的高能电子束轰击试样表面，通过电子与试样相互作用产生的二次电子，背闪射电子信息可对月壤中矿物质进行形貌观察。
电子探针可以对试样中微小区域(微米级)的化学组成进行定性或定量分析。可以进行点、线扫描(得到层成分分布信息)、面扫描分析(得到成分面分布图像)。还能全自动进行批量(预置9999测试点)定量分析。由于电子探针技术具有操作迅速简便(相对复杂的化学分析方法而言)、实验结果的解释直截了当、分析过程不损坏样品、测量准确度较高等优点，故在冶金、地质、电子材料、生物、医学、考古以及其它领域中得到日益广泛地应用，是矿物测试分析和样品成分分析的重要工具。
资料来源：光明日报
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