- Ngày 1/12/2020, Trung Quốc thực hiện thành công sứ mệnh Chang’e-5 (Thường Nga 5/Hằng Nga 5), tàu vũ trụ này đổ bộ thành công xuống đồng bằng núi lửa Oceanus Procellarum của Mặt Trăng. Nhiệm vụ của Chang’e-5 là thu thập đá và bụi Mặt Trăng (còn gọi là regolith) rồi mang trở về Trái Đất.

- Ngày 16/12/2020, Chang’e-5 trở về Trái Đất và mang theo 1,7 kg mẫu Mặt Trăng bằng cách sử dụng một cái xúc cơ học và một mũi khoan có thể đào sâu 2 mét dưới lòng đất tại khu vực Oceanus Procellarum của Mặt Trăng.

- Ngày 7/10/2021, viện Khoa học Địa chất Trung Quốc - cơ quan dẫn đầu nhiệm vụ phân tích mẫu Mặt Trăng của Chang’e-5 - công bố kết quả nghiên cứu chính thức của regolith.

Các nhân viên sứ mệnh của Chang’e-5 tiến hành lấy mẫu Mặt Trăng để nghiên cứu. Ảnh: Fu Yifei / Science and Technology Daily

1. Tìm ra chính xác niên đại của mẫu Mặt Trăng Trung Quốc lấy về

Phân tích về đá Mặt Trăng ở Bắc Kinh, viện Khoa học Địa chất Trung Quốc cho biết: Mẫu vật liệu Mặt Trăng này có niên đại 2 tỷ năm. Điều này có nghĩa là mẫu regolith do Trung Quốc mang về trẻ hơn 1 tỷ năm tuổi so với những mẫu được tìm thấy trên Mặt Trăng do Mỹ và Liên Xô thực hiện trước đây.

Xác định niên đại của vật liệu Mặt Trăng là một trong những kết quả khoa học đầu tiên được báo cáo từ sứ mệnh Chang’e-5 thành công.

• 

  Cú lột xác vĩ đại của ’gã khổng lồ’ Volkswagen: 6 năm sai - 6 năm sửa từ ’vết nhơ’ không được phép quên!

• 

  ’Bí mật vàng’ của đế chế Aztec: Vì một con chim đại bàng mà rút cạn đầm lầy, để rồi ’kho báu’ trăm năm lộ ra!

Tác giả nghiên cứu Brad Jolliff, Giám đốc Trung tâm Khoa học Vũ trụ McDonnell của Đại học Washington (Mỹ), cho biết: "Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định được niên đại rất chính xác của mẫu Mặt Trăng là khoảng 2 tỷ năm, cộng hoặc trừ 50 triệu năm. Đó là một kết quả phi thường".

Bản thân Mặt Trăng khoảng 4,5 tỷ năm tuổi, gần bằng tuổi của Trái Đất. Nhưng không giống như Trái Đất, Mặt Trăng không có quá trình ăn mòn hoặc tạo núi có xu hướng xóa bỏ các miệng núi lửa trong những năm qua.

Các nhà khoa học đã tận dụng lợi thế của các miệng núi lửa lâu dài của Mặt Trăng để phát triển các phương pháp ước tính tuổi của các vùng khác nhau trên bề mặt của nó.

Các nhà khoa học đã phân tích hai mảnh bazan từ mẫu Chang’e-5 mang về bằng cách sử dụng phương pháp xác định niên đại bằng đồng vị chì và đo độ phong phú của nguyên tố.

Brad Jolliff nói: "Phòng thí nghiệm ở Bắc Kinh nơi các phân tích mới được thực hiện là một trong những phòng thí nghiệm tốt nhất trên thế giới, và họ đã thực hiện một công việc phi thường trong việc xác định đặc điểm và phân tích các mẫu đá núi lửa Mặt Trăng".

Hình ảnh minh họa núi lửa hoạt động mạnh mẽ trên vùng Oceanus Procellarum của Mặt Trăng. Nguồn: NASA / Colorado School of Mines / MIT / JPL/GSFC

Theo kết quả nghiên cứu, những tảng đá hình thành từ magma phun trào cách đây khoảng 2 tỷ năm, muộn hơn so với các mẫu Mặt Trăng núi lửa được biết đến khác.

Các tác giả cho biết phải có một nguồn nhiệt trong khu vực để giải thích cho hoạt động núi lửa muộn này. Tuy nhiên, không có bằng chứng nào về nồng độ cao của các nguyên tố phóng xạ sinh nhiệt trong lớp phủ sâu của Mặt Trăng, thứ mà trước đây được cho là nguyên nhân của các vụ phun trào magma, vì vậy cần phải có một lời giải thích khác.

Một khả năng khác là sự gia nhiệt thủy triều - sự nóng lên do ma sát của lõi vệ tinh gây ra bởi lực hấp dẫn của hành tinh mẹ của nó (Trái Đất) và có thể là các vệ tinh lân cận. Tuổi của các mẫu sẽ giúp xác định niên đại bề mặt vệ tinh, và rất có thể lịch sử Mặt Trăng sẽ phải viết lại, theo nhóm nghiên cứu.

Ảnh hiển vi điện tử của một số vật chất núi lửa do sứ mệnh Chang’e 5 trả về. Ảnh: Trung tâm SHRIMP Bắc Kinh, viện Địa chất, CAGS

2. Ý nghĩa của sứ mệnh trả lại mẫu của Chang’e-5

Các mẫu Mặt Trăng được sử dụng cho nghiên cứu mới này rất nhỏ: Hai hình khối, mỗi hình khối dài khoảng 3 đến 4 milimét mỗi cạnh. Tuy nhiên, khối lượng nhỏ đó lại chứa một hỗn hợp đáng kể của các khoáng chất (trong đó clinopyroxene, plagioclase, olivin, thạch anh, cristobalite và ilmenite đều xuất hiện).

Việc xác định được niên đại chính xác của mẫu Mặt Trăng sẽ mang lại một số lợi ích to lớn đối với các nhà khoa học hành tinh, bao gồm: 

- Mẫu vật Mặt Trăng giúp các nhà khoa học hành tinh xác định được tuổi của các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời; cũng như hoạt động dữ dội hay không của Thái Dương Hệ.

Các nhà nghiên cứu điều tra điều này bằng cách phân tích tuổi của các mẫu đá Mặt Trăng, sau đó đếm các miệng núi lửa/hố va chạm trên các khu vực của Mặt Trăng mà các mẫu đó được thu thập. Nhiều miệng núi lửa hơn cho thấy một khu vực cũ hơn, vì có nhiều thời gian để các tác động tích tụ hơn, và sẽ cho biết Hệ Mặt Trời sơ khai hoạt động dữ dội hay không so với hiện tại.

- Ngoài ra, việc thu thập mẫu tại Oceanus Procellarum có thể giúp các nhà khoa học tạo ra các mô hình chính xác hơn về sự hình thành và tiến hóa của bản thân Mặt Trăng. Hoạt động của núi lửa đòi hỏi nhiệt, và nhiệt đó đến từ sự kết hợp giữa sự hình thành của lõi và thành phần của Mặt Trăng, sẽ bao gồm các đồng vị phóng xạ tạo ra nhiệt bổ sung.

:

Tại hẻm núi hoang vắng gần nơi chôn cất Tần Thủy Hoàng, Trung Quốc âm thầm cho chạy ’cỗ máy’ sức đẩy 500 tấn: Để làm gì?

- Chang’e-5 là một trong những mắt xích quan trọng của Trung Quốc trong hành trình khám phá và chinh phục Mặt Trăng. Sứ mệnh này nằm trong chuỗi sứ mệnh tiền đề để xây dựng Trạm Nghiên cứu Mặt Trăng Quốc tế (ILRS) vào giữa những năm 2030 của Trung Quốc và Nga. 

Trung Quốc tham vọng đưa người lên Mặt Trăng sinh sống vĩnh viễn.

3. Quốc gia thứ ba lên Mặt Trăng

Chang’e-5 đại diện cho một bước tiến lớn đối với chương trình Mặt Trăng của Trung Quốc, vì đây là sứ mệnh đầu tiên của nước này đưa các mẫu vật trở về Trái Đất.

45 năm trôi qua, không có tàu vũ trụ nào thực hiện sứ mệnh mang mẫu Mặt Trăng về Trái Đất kể từ sứ mệnh Luna 24 của Liên Xô vào năm 1976. Với thành tích này, Trung Quốc trở thành quốc gia thứ 3 trong lịch sử (sau Mỹ và Liên Xô) mang regolith về Trái Đất nghiên cứu.

Sứ mệnh Chang’e-5 của cơ quan vũ trụ Trung Quốc được phóng vào ngày 23 tháng 11 năm 2020 từ Bãi phóng tàu vũ trụ Văn Xương trên đảo Hải Nam, Trung Quốc.

Nó hạ cánh xuống Mặt trăng vào ngày 1 tháng 12, thu thập khoảng 1,7 kg  mẫu Mặt Trăng và quay trở lại Trái Đất vào ngày 16 tháng 12 năm 2020.

Từ năm 1969 đến năm 1972, 6 trong số các sứ mệnh Apollo của NASA đã mang về 382 kg đá Mặt Trăng, các mẫu lõi, đá cuội, cát và bụi từ bề mặt Mặt Trăng.

Brad Jolliff, Giám đốc Trung tâm Khoa học Vũ trụ McDonnell của Đại học Washington (Mỹ), cho biết:: "Tất cả các loại đá núi lửa mà Apollo thu thập được đều có tuổi đời hơn 3 tỷ năm. Vì vậy, các mẫu Chang’e-5 (trẻ hơn 1 tỷ năm) lấp đầy một khoảng trống quan trọng".