嫦娥五号取回的月壤2公斤是以地球重力还是月球重力为准?
月球上的2公斤和地球上的2公斤代表一样多的样本,因为公斤这个单位就是在地球上规定的。质量是物质的固有属性,不因为所在的引力环境不同而变化,能使2公斤变化的只有称量方式。
嫦娥五号挖土有两种方式,其一是用一个勺子一样的设备,由机械臂带动从地表挖一些尘埃样本,另一种方式是登陆器上设置的中空钻头,一边钻一边靠吸的方式将月球表面较深地方的样本吸收入储存罐,然后上升器携带着样本从月球起飞,和停留在轨道上的设备连接,再将样本转移进入轨道器中,以第二宇宙速度返回并坠入地球,在地球轨道上返回器和轨道器分离,届时返回器会像打水漂一样,在初入大气层时会被大气反弹到更高的地方,然后随着速度降低到7-8公里附近的时候再入大气层。
2公斤的样本说多不算多,说少可不少了,我国是时隔44年后第一个从月球钻取样本的国家,虽然长征5号的运载力还无法与土星五号相比,但是嫦娥五号的程序却一样复杂,2-5公斤的样本就是带回的极限了,嫦娥五号的上升器只能携带这么多的样本了。
然而对于月球样本的科研分析,通常取一丁点就够了,当年美国登月后就象征性地送给了我国1克月球岩石样本,即便如此也使我国了解到月球的一些性质。嫦娥五号着陆点是月球最大的月海——风暴海,位于风暴洋北部吕姆克山、夏普月溪附近,这片区域是月球相对年轻的区域,有助于了解月球曾经的火山活动。
可是这个两公斤到底是月球的两公斤还是地球的两公斤?答案是毫无疑问的,公斤这个计量单位是人类在地球引力环境中创造的,代表标准质量单位的千克原器也是在地球引阿力环境中制造的,因此此处说的公斤当然是指地球上的一公斤。那么月球上的一公斤就不同了吗?答案是否定的,质量是物质的固有属性,一定的物质,在月球和地球质量是一样的,只不过因为测量方式不同,测得的结果不同,不过仍可以通过换算得到相同的质量。由于我们人类都生存在地球,质量单位当然还是地球上的单位。
只要物质的量一定,在月球上以杠杆原理测定质量,测得的结果和地球上是一样的,比如原来的杆秤、天平等计量单位,杠杆两端的物质在不同的环境中重量是同等程度缩小的,所以测得的结果一样。但是现在的称量设备还有以弹性、电阻换算,其实都是基于重力,在月球物体的重力降低,所以对弹簧等的压缩减少,显示的质量减小。
以压敏材料制成的电子称重设备也是靠压在材料上的重力引起的,压力越大压敏材料的电阻越大。不过这两种方式都可以经过换算得到同个物体在地球上的质量,结果和在地球上以同样设备测定的数值一致。