月面基地を建設するためのガラスはありますか?中国の科学者が月の土壌に関する最新の発見

月にもガラスがあるよ！記者は7日、中国科学院物理研究所から、中国の研究者らが嫦娥5号の月の土壌サンプルに対する体系的な物質科学研究を通じて、様々な種類と起源の月のガラス物質を発見したとの情報を得た。さらに重要なことに、嫦娥5号の月の土壌で天然のガラス繊維が初めて発見された。関連する研究結果は、National Science Review にオンラインで公開されました。

ガラスというと、私たちはたいてい、床から天井まで届く美しい窓、色鮮やかなガラス工芸品、そしていたるところで見られる電子スクリーンを思い浮かべます。実際、ガラスは重要な人工素材であるだけでなく、自然界に遍在する天然物質でもあります。荒涼として不毛な月面にも、火山の噴火、地質学的変動、隕石の衝突などの活動によって生成されたガラス質が豊富に存在します。

月のガラスの多くは何億年も安定した状態を保つ可能性がある。月のガラスは月の謎を探る上で重要な材料です。古代の月の物質を保存するだけでなく、月が形成された当時の環境情報も記録します。 「嫦娥5号の月の土壌サンプルは、月の起源と進化を明らかにし、月の表面と宇宙環境を理解し、月の資源の現地利用を促進する絶好の機会を提供します。また、地球外のガラス材料の研究にも貴重なサンプルを提供します。」中国科学院物理研究所の研究員、白海陽氏はこう語った。

今回、研究者らは嫦娥5号の月の土壌サンプル中のガラス物質の形態、組成、微細構造、形成メカニズムを総合的に分析した。彼らは、月の表面には固体、液体、気体を含む複数の変化経路を経たガラスの起源があることを発見した。月面への隕石や微小隕石の頻繁な衝突により鉱物が溶融し、急速に冷却され、球形、楕円形、ダンベル形などの回転形状のガラスビーズ、多孔質構造のセメント質材料、流体状のスパッタリング材料など、さまざまな形状のガラス材料が生成されます。

図1. 嫦娥5号の月の土壌に含まれる球形、楕円形、ダンベル形などの回転する特徴を持つガラスビーズ

図2. 嫦娥5号の月の土壌に含まれる異なるアスペクト比のガラス繊維

「これらの衝突起源のガラス物質は、数千メートルからナノメートルまでの月面におけるマルチスケールの衝突イベントを記録しています。関連する固化ガラスの形態は、衝突温度によって左右されるガラス形成液体の粘度に依存します。これにより、隕石の衝突強度を推測することができ、これは月の土壌の形成と進化を理解する上で非常に重要です。」中国科学院物理研究所の趙睿博士が紹介しました。

特に注目すべきは、研究者らが初めて嫦娥5号の月の土壌から天然のガラス繊維を発見したことだ。これらの超高アスペクト比のガラス繊維は、衝撃時の粘性液体の熱可塑性成形から得られます。低アスペクト比のガラスビーズと比較すると、これらのガラス繊維の液体粘度は高く、対応する衝撃温度と衝撃速度が低くなります。これは月面における比較的軽微な微小衝突イベントを反映しています。

同時に、「これらの天然ガラス繊維は、月の土が優れたガラス形成能力と優れた加工・成形特性を持っていることを証明しており、月の土を使用して月面でガラス建築材料を加工・製造する実現可能性を裏付けており、将来の月面基地建設に重要なサポートを提供するだろう」としている。中国科学院物理研究所の准研究員、沈来全氏はこう語った。

図3. 嫦娥5号の月の土壌粒子の表面に蒸着した非晶質層

図4. 月面のさまざまなガラス材料の起源の模式図

科技日報記者 陸成寛

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