?载人航天器和机器人航天器对地外物质的研究起到很大的作用
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宇宙化学是对地外物质的化学分析 。 该术语通常用于表示实验室分析 ， 这是宇宙化学的黄金标准 ， 因为能够在高度受控的条件下使用最先进的仪器进行重复分析 ， 而不受功率、空间或环境的限制 。 在过去的40年里 ， 技术的进步使望远镜和航天器仪器能够提供重要的数据 ， 大大补充了实验室数据 。 在本期特刊中 ， 介绍了宇宙化学最新进展 ， 从陨石的仪器分析到理论计算和天文观测 。
宇宙化学一词的起源是现代的 ， 但科学可以追溯到200多年前 ， 当时陨石开始被认为起源于地球之外 。 这种认识部分基于对气石的化学分析 ， 这些分析表明它们彼此相似 ， 但在化学上与陆地岩石不同 ， 科学家们第一次意识到他们正在分析外星物质的碎片 。 由于几个显着的情况 ， 现代科学真正诞生于20世纪 。 首先是同位素化学及其基本工具同位素质谱仪的发展 。 尽管宇宙化学是最跨学科的科学之一 ， 但确定地外物质及其成分的同位素特性为该领域提供了最令人兴奋的进展和对理论的最严格限制 。
第二种情况是1960年代初期启动了阿波罗计划 。 由于阿波罗的主要科学目标是将岩石从月球表面运送到地球 ， 人类投入了大量资金 ， 以建造最先进的设施来分析即将到来的珍贵货物 。 在许多这些新实验室中 ， 各种类型的MS具有突出的特点 ， 有助于对元素周期表中的元素进行同位素测量 。 随后对阿波罗样本的分析是当时最精确的一些分析 ， 允许使用最少的样本 。
第三种情况是非凡而偶然的：1969年初阿连德陨石坠落 ， 距阿波罗11号登月还有几个月 。 时机恰到好处 ， 因为人类竭尽全力资助的所有实验室都已完成 ， 并且在等待月球岩石的到来 。 阿连德陨石是一种罕见的陨石 ， 被称为碳质球粒陨石 ， 它以近乎原始的形式保存着我们太阳系诞生时留下的物质 。 由于以数千块重达数公斤的石头的形式回收了超过2吨的材料 ， 因此材料被迅速广泛地分发到新成立的实验室进行研究 。
对来自阿连德的明显白色碎片的同位素研究揭示了一定来自太阳系诞生前不久垂死的恒星的成分 ， 并提供了形成太阳系过程的物理证据 。 稍早一些 ， 对球粒陨石中惰性气体的研究揭示了同位素异常的存在：成分的偏差无法通过划分同位素的正常物理化学过程来解释 ， 而且这似乎在自然界中是前太阳的 。 这些异常被假定存在于实际的太阳前颗粒中 ， 直到十多年后才进行物理隔离和识别 。 太阳前同位素特征的存在意味着陨石突然具有与恒星形成和死亡有关的天文意义 ， 宇宙化学从行星科学毕业到天文学的一个分支 ， 可用于实验室研究的外星材料来自许多不同的太阳系天体 ， 而且并非都以陨石的形式出现 。
大多数陨石来自小行星带的碰撞将小行星碎片送入太阳系内部 。 有两种基本类型的小行星陨石：球粒陨石 ， 迄今为止最常见 ， 是太阳星云尘埃颗粒的聚集体；行星陨石 ， 主要是球粒陨石和铁陨石 ， 它们来自经历了部分到完整的较大小行星行星分化过程 ， 例如核心形成和地壳演化 。 并非所有陨石都来自小行星；已知一小部分起源于月球 ， 有些可能来自火星 。
【?载人航天器和机器人航天器对地外物质的研究起到很大的作用】微陨石相似但不与陨石相近 ， 部分来自彗星 。 通过阿波罗和月球 ， 我们从载人航天器和机器人航天器接收到外星材料 ， 这些航天器专门用于将样本送回地球 。 这样的样本返回任务成本高昂 ， 因此很少见 ， 但它们提供了一种无法从陨石或宇宙尘埃中获得的信息 ， 我们确切地知道样品来自哪里 。 机器人任务已经从月球、太阳风、彗星和小行星运送了样本 。 在过去的50年里 ， 对地外物质的实验室研究带来了许多真正了不起的发现 。
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