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科学家发现月球起源大碰撞理论最新证据

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-07-31

科学日报报道,近日科学家们对氧同位素的一系列最新测量提供了最新证据表明月球形成于45亿年前地球和另一个大型天体的碰撞。

这项研究被发表在6月6日的期刊《科学》上,并将在6月11日美国加州召开的Goldschmidt地球化学大会上展示。

  月球起源于大碰撞?

  大多数行星科学家认为月球形成于地球和名为忒伊亚的行星大小的天体的碰撞。

为了证实这场碰撞的确发生,科学家们关注于测量氧、钛、硅和其它元素的同位素比率。

这些元素比率在整个太阳系内各不相同,但地球和月球上这些同位素比率的相似性与传统的碰撞理论模型相矛盾,后者暗示了月球主要形成于忒伊亚,因此组成成分应该与地球的不太不同。

  而现在,由一组由丹尼尔·赫尔瓦兹博士(Dr. Daniel Herwartz)带领的德国研究小组利用更精密的技术对比了月球样本里氧17/氧16(O17/O16)比率和地球上的比率。

研究小组最初使用了通过陨石到达地球的月球样本,但这些样本与地球上的水互换了同位素,因此科学家们不得不寻找更新的样本。

这些新样本来自于美国宇航局阿波罗11号、阿波罗12号和阿波罗16号项目;

结果发现这些样本所包含的氧17和氧16比率比地球上的要更高。

  赫尔瓦兹博士表示:"这些差异比较小且很难检测,但它的确存在。

这意味着两个事实:其一,我们可以合理的确定大型撞击的确发生。

其次,它为我们提供了忒伊亚地球化学的信息。

忒伊亚似乎类似于我们所谓的E类型球粒状陨石,因为现存的月球是忒伊亚和地球的混合物。

下一个目标便是查明月球里有多少物质来自于忒伊亚。

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美国公司要在月球建动力塔!特朗普要在中国之前“抢占月球”

目前,中美两国都在推动月球开发项目。

中国按部就班,保持自己的节奏,推动人类和平开发月球资源;但美国始终坚持要将资源据为己有,并要抢在中国之前建立月球基地。

特朗普此前更是公开发文,声称“月球是我们的”。

最近,美国企业推出的一款产品,让他们的月球基地项目距离现实更近了一步。

9月底,美国商业航天公司蓝色起源正式公布了一项名为“动力塔”的月面能源系统。

根据该公司在社交媒体上发布的视频,这是一套高度约20米、采用竖直展开模式的太阳能阵列装置,设计目标是为月球南极地区的基地运行提供超过10千瓦的电力。

该系统并非用于支持某次着陆任务,而是未来月面电力网络的“节点”。

具体来说,该公司希望通过这种模块化架构,把电力从着陆点延伸到更广阔的区域,支持未来部署于月球的通信、热控、科学仪器、计算设备和移动系统等关键载荷。

说白了,这就是未来月球基地的太阳能发电系统。

实际上,这项技术并非凭空产生的。

早在几年前,蓝色起源就通过所谓“月球阵列桅杆与电力系统”验证了相关技术。

经过2024年在美国约翰逊航天中心进行的相关测试,该公司证明了这套系统的可行性,于是准备在月球上实际推广。

那么,蓝色起源为什么要把动力塔建得这么高呢? 原因在于,美国的月球基地选址位于月球南极。

这里的环形山,边缘存在着近乎永久光照的“光峰”,而内部永久阴影区又可能蕴藏丰富的水冰资源。

但这里有个缺点,就是说太阳高度角极低,光线几乎是贴着地平线扫过,地形起伏很容易形成局部阴影。

如果把太阳能电池板平铺在月面,那就很容易被周边山丘、岩石甚至着陆器自身遮挡,严重影响发电能力。

而20米的高度,则足以让电池板避开大多数近距离地形遮挡,持续捕捉低角度阳光。

这种结构还有一个好处,其类似于树干和树冠的造型,可以减少对月面的占用面积,还能减少月尘覆盖的风险。

据蓝色起源公司介绍,未来部署过程中,这个动力塔会从着陆器顶部升起中央立柱,随后从中心展开太阳能电池板,并逐级向下展开。

电池板还能旋转,跟随太阳的方位,随时保持最高的发电效率。

说起来,10千瓦的发电量确实不算巨大,不足以单独支撑一座大型永久定居点,但对于初期月球前哨站而言已经相当可观。

至少在这种设备的支持下,美国的生命保障系统、通信导航设备、科学实验载荷以及热控系统供电都能够得到基础保障,确保运转,这对早期的月球开发来说已经足够了。

当然,这种动力塔在地球表现良好,不代表在月球就能完全适应。

月尘对机械结构和太阳能电池的侵蚀、极端温度循环、微重力与真空环境下的长期可靠性、以及如何高效完成电力分配与储能,都需要进一步验证。

但蓝色起源在新格伦火箭爆炸后,发射台尚未修复,下一次飞行仍遥遥无期。

这款动力塔到底什么时候能验证可行性,目前谁也不知道。

推力达7000吨级!我国重型火箭启动预研,近地轨道运力达到百吨级

当前我国现役最强的火箭是长征五号,近地轨道运载能力超过20吨,可以轻轻松松把空间站的3个舱段送上近地轨道,把8吨左右的探测器送上月球。

不过,长征五号火箭满足不了所有的发射任务,因为接下来我国要实施载人登月,还要在月球上建造月球科研站,去月球或者小行星开发资源,需要更加强大的火箭。

所以我国现在正在研制多款强大的火箭,例如双曲线九号火箭就是其中一款。

和当前的长征五号火箭相比,双曲线九号火箭的起飞重量、起飞推力、运载能力都是成倍增加的。

在星际荣耀航天科技集团十周年之际,他们发布了十周年庆祝视频,其中就有提到重型型号“双曲线九号”火箭已启动预研。

相信很多网友看到这一个双曲线九号火箭的预研工作启动的消息以后,都会感到很吃惊,因为这一款火箭实在是太强了! 虽然之前我们已经有很多商业火箭执行发射任务,包括朱雀三号火箭已经实现了着陆腿的垂直着陆回收,但是双曲线九号火箭的任务、设计都是不一样的。

之前的民营火箭主要用来执行低轨道卫星星座的发射任务,而双曲线九号火箭不仅仅是执行卫星的发射任务,还瞄准了未来的载人登月以及探索火星等深空的探测任务。

双曲线九号火箭的箭体直径达到11米,起飞推力达到了7000吨级,有两级串联基础构型和三级拓展构型。

双曲线九号火箭的动力方案采用一子级33台300吨级发动机并联的设计,近地轨道的运载能力达到百吨级,地月转移轨道的运载能力达到50吨级。

从参数来看的话,双曲线九号火箭的运载能力比现在我国最强的长征五号火箭还高出几倍,完全可以满足发射载人飞船进行登月,甚至可以发射更大型的探测器去登陆火星,或者去完成火星取样返回地球等复杂的任务。

除了运载能力非常出色外,双曲线九号火箭还有一个新的亮点,那就是要实现两级全复用,也就是说,不仅要回收火箭一子级,还要回收二级火箭。

当前,世界上绝大多数可以重复使用的火箭都只是回收火箭一子级而已,包括猎鹰9号火箭、长征十号乙火箭、朱雀三号火箭,都只是回收火箭一子级。

美国的星舰火箭则是要做到全箭的回收,也就是火箭一级、二级都要实现回收。

我们的双曲线九号火箭的目标也是这样,也要做到火箭一级、二级都实现回收。

双曲线九号有什么用途? 看到更强大的火箭已经启动了预研,很多网友会好奇这么强的火箭有什么用途呢? 第一个用途就是可以加快我国低轨道卫星星座的部署速度。

当前我们也已经在建造低轨道卫星星座,需要发射上万颗卫星到近地轨道。

如果使用传统的一次性火箭来执行发射任务的话,发射这么多卫星的成本非常高,而且传统的一次性火箭不能回收重复使用,需要生产大量的火箭才能满足发射任务的需求。

而包括长征十号乙、朱雀三号火箭、双曲线九号等这些重复使用的火箭就不存在这些问题了。

因为这些火箭可以重复使用,大大降低了火箭生产的成本,降低了火箭的发射成本,就能降低卫星的发射成本。

再加上这些火箭是可以重复使用的,就像飞机那样完成一次飞行后,进行检修就能继续去执行发射任务了,大大缩短了火箭发射前的制造、测试等各个环节的时间,大幅度提升我们火箭的发射频率。

可能有一些网友表示,现在我们不是已经有很多可以重复使用的火箭在研制、测试了吗?这些火箭不能满足低轨道卫星星座的发射任务吗? 当前确实是有很多可以重复使用的火箭,但是随着科技的发展,我们未来的卫星的重量、尺寸都会更大。

举个例子,美国星链卫星从2019年开始部署,到现在几年时间内就发射了1万多颗星链卫星,就是因为有可以重复使用的猎鹰9号火箭。

不过现在猎鹰9号火箭也已经满足不了星链卫星的发射要求了,因为尺寸更大、重量更大的第三代星链卫星来了,单颗第三代星链卫星的重量就接近2吨,猎鹰9号火箭没法通过一箭三四十星来完成第三代星链卫星的发射任务。

而美国正在研制的星舰火箭运载能力很强,近地轨道的运载能力达到百吨级,一次可以发射60颗第三代星链卫星,如果发射小型的卫星,甚至可以一次发射100多颗卫星。

这是猎鹰9号火箭没法做到的事情。

未来我国的卫星也会越来越大、越来越重,双曲线九号火箭强大的运载能力,也可以像星舰火箭那样一次发射几十颗、上百颗卫星到太空。

由于双曲线九号火箭一级、二级都要重复使用,而且一次发射的卫星数量非常多,所以平摊下来的话,每一颗卫星的发射成本就会很低了。

第二个用途就是助力我们去载人登月、探索火星。

众所周知,我国计划在2030年之前实现中国人的第一次载人登月,而现在我们的载人登月计划已经不再像阿波罗登月期间那样只是到达月球就返回地球了,而是要实现常驻月球,甚至实现月球资源的开发。

我国现在正在推进国际月球科研站的建造工作,预计在2035年前建成国际月球科研站基本型,在2045年之前建成国际月球科研站的拓展型。

除此之外,我国已经宣布要开展“太空采矿”了,所以接下来我国对运载能力的需求更大。

现有的火箭是满足不了未来建造月球科研站、开发月球资源的,因为需要大规模发射各个舱段、材料、组件到月球上。

运载能力不够大的火箭就需要执行很多次发射任务才能完成任务,而运载能力越强的火箭,发射次数就会少很多,可以大幅度降低建造月球科研站、开发月球的成本,也可以缩短任务的周期。

双曲线九号火箭的地月转移轨道运载能力达到50吨级,也就是说,现在如果要发射100吨载荷到月球,现有的长征五号火箭需要发射十几次才能做到这一点,而双曲线九号火箭只需要执行2次发射任务基本上就可以了。

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