W listopadzie 2020 roku z Centrum Startowego Satelitów Wenchang w Chinach wystartowała rakieta, na której szczycie znajdowała się sonda kosmiczna Chang’e-5. Jej cel był prosty. Sonda miała bezpiecznie dotrzeć na powierzchnię Księżyca, pobrać próbki gruntu z miejsca lądowania, a następnie wystrzelić je w kierunku Ziemi. Misja przebiegła bez żadnych przygód. Do lądowania doszło 1 grudnia 2020 roku, a już 15 dni później pierwsze od 1976 roku próbki skał księżycowych znajdowały się na powierzchni Ziemi.
Od tego czasu skały analizowane są w licznych laboratoriach naukowych na powierzchni Ziemi. Teraz wiemy już, że cała misja się opłaciła, bowiem w skałach przywiezionych z Księżyca naukowcy byli w stanie zidentyfikować coś, czego nie widzieliśmy nigdy wcześniej.
Sonda kosmiczna Chang’e-5 wylądowała w pobliżu szczytu masywu Mons Rumker na morzu wulkanicznym Oceanus Procellarum. Za pomocą wiertła sonda pobrała łącznie około dwóch kilogramów skał i regolitu, który następnie został szczelnie zamknięty i przesłany na Ziemię.
Czytaj także: Chińczycy nie wiedzieli, co przywieźli z Księżyca. Nigdy takiego czegoś nie widzieliśmy
Jak informują przedstawiciele chińskiej agencji kosmicznej CNSA, w próbkach odkryto dwa zupełnie nowe, nieznane wcześniej minerały: chodzi tutaj o trygonalny i trójskośny dwutlenek tytanu. Minerały zawierające te dwa związki w swoim składzie są dla nauki czymś nowym, bowiem nigdy ich jeszcze nie obserwowano w jakichkolwiek próbkach na powierzchni Ziemi.
Naukowcy wskazują, że owe nietypowe minerały odkryto bezpośrednio na powierzchni niewielkich drobin szklanych. Odkrycie to szczegółowo zostało opisane przez naukowców z instytutów badawczych w Guiyan, Guangzhou oraz Makau w artykule naukowym opublikowanym w periodyku Nature Astronomy.
Powstaje zatem pytanie o to, dlaczego na Księżycu znajdujemy minerały, które na Ziemi nie występują. Według autorów opracowania przyczyna może leżeć m.in. w tym, że Księżyc nie ma atmosfery. Wszystkie mikrometeoryty, które uderzają w powierzchnię Ziemi, ze względu na brak atmosfery nie mają okazji wyhamować przed zderzeniem, więc z pełnym impetem uderzają w powierzchnię Księżyca (tak jak niektóre sondy kosmiczne). Energia wyzwolona w takim zderzeniu topi i odparowuje materię znajdującą się w miejscu uderzenia. Tak odparowana materia szybko jednak ulega ochłodzeniu i ponownie opada na powierzchni Księżyca. Właśnie w tym procesie kondensacji powstają owe nietypowe wersje dwutlenku tytanu, które zostały zidentyfikowane przez naukowców w próbkach z misji Chang’e-5.
Analiza próbek regolitu księżycowego pozwala nam na swój sposób zrozumieć ewolucję materii pokrywającej ciała niebieskie pozbawione atmosfery. Siłą rzeczy ewolucja materii na powierzchni Ziemi chronionej przez grubą atmosferę musi znacząco różnić się od tego, co się dzieje na powierzchni Księżyca, gdzie do uderzeń meteoroidów i mikrometeoroidów w powierzchnię dochodzi bezustannie od ponad czterech miliardów lat. Procesy wietrzenia powierzchni Księżyca, ale także i innych obiektów pozbawionych atmosfery (np. Merkurego) znacząco różnią się od tych na Ziemi, ze względu chociażby na prędkość i energię uderzeń w powierzchnię. Badacze podejrzewają, że TiO2 powstaje tam w wyniku uderzenia mikrometeorytu w powierzchnię z prędkością 20 km/s. Zderzenie z powszechnie występującym ilmenitem zawierającym żelazo, tytan i tlen prowadzi do powstania tlenków tytanu. Tam, gdzie atmosfery nie ma, parowanie i kondensacja skał są czymś powszechnym.
Czytaj także: Cenne odkrycie na Księżycu. Próbki z misji Chang’e 5 trafiły już na Ziemię
Powyższe odkrycia opierają się na analizie dwudziestu pięciu szklanych ziaren o średnicy od 0,05 do 0,4 mm przeprowadzonej przy pomocy metod transmisyjnej mikroskopii elektronowej.
Przy okazji tego odkrycia warto podkreślić, że nie są to pierwsze minerały odkryte na powierzchni Księżyca. W próbkach z tej samej misji już w 2022 roku naukowcy odkryli nowy minerał, który został nazwany Changesite-(Y). Wcześniej pięć innych nowych minerałów odkryto w ramach amerykańskich i rosyjskich misji księżycowych.
Z pewnością nie jest to jeszcze koniec odkryć tego typu. Już za kilka tygodni w kierunku Księżyca poleci kolejna chińska sonda badawcza. Tym razem jej zadanie będzie trudniejsze, bowiem będzie musiała pobrać próbki z powierzchni niewidocznej z Ziemi strony Księżyca, a następnie dostarczyć je na Ziemię. Tego jak dotąd nie podjęła się żadna inna agencja kosmiczna. Możemy być pewni, że próbki z “drugiej” strony Księżyca skrywają przed nami wiele niespodzianek.