装月土的容器,在月球密封后,返回地球,内外相差一个大气压。
一个大气压大约相当于10m高的水柱产生的压强,人不带任何装备就可潜入10m深的水下。
保温瓶双层玻璃壁之间空气抽的十分稀薄,接近真空,保温瓶在大气中安然无恙。过去常见的白炽灯,为防止钨丝高温下氧化,小功率的白炽灯都抽成真空,白炽灯也没被压破。
现实生活中,这样的例子还有很多,不再一一列举,仅通过这几个例子,就说明许多看似很脆弱的物体,承受一个大气压是没有问题的,遑论盛装月土的容器。整个取月土工程,凝聚了众多科学家的心血,使用了一系列高精尖的技术,如果最后容器被压坏了,岂非笑话!
有可能啊!装月壤的容器肯定是密封的,从月球表面的真空状态到地球表面的一个大气压(相当于10米水的压强),如果是用普通的塑料矿泉水瓶那样的容器装的话,肯定会压瘪的,但即使压瘪也没关系啊,也达到了不受地球感染的目的啊!但我相信不会用矿泉水瓶那样的容器装月壤的,因为月壤太珍贵!因为中国1000个大气压的万米深潜器都有了,解决一个承受一个大气压的容器装月壤还不是小菜一碟?!
能不能压瘪,要看两个环境下的压力差。
由于月球没有空气,当然就没有空气压力,所以我们通常称作真空,而地球表面是被大气层包裹着地,所以说就有了空气压力,俗称大气压。
由于地球各地海拔不同,大气压数值也不同,不过,通常把100Kp称为标准大气压,用我们熟悉的说法,就是1kg力/平方厘米,简单的叫一公斤压力。
不过严格意义上说,只能是大约,因为100kP/平方厘米应该是1.01325kg力/平方厘米,这是因为把重力加速度值取10而不是9.81引起的差别,由于差别不大,日常生活中大家就不计较了,这样对换算也带来了方便。
如此看来,地球和月球表面的压力差大约是1个大气压,就是我们习惯上说的一公斤压力。承受这样的压力,真谈不上高压容器,也就和高压锅所承受的压力差不多吧。
很多人都有这个疑问,月球相当于真空,装月壤的容器回地球后会不会被压瘪?
当然不会了。我们平常生活中的标准大气压为 101000帕 ,而发射到太空中的所有航天器在地面都做过“热真空试验”,真空罐抽的低气压可到 1毫帕 左右,接近于真空。也就是说,航天器上的所有部件和单机在 地面已经做过并通过验收级试验、包括真空低气压试验的考核 。此外,验收级试验还包括正弦和随机振动力学试验、噪声试验、EMC试验等。
再来看看“嫦娥五号”的月壤容器。容器也叫 月球样品密封封装子系统,可以对采集到的月岩和月壤自动密封,最大限度保持原样,确保采样在返回过程不会受到污染。 容器采用钛合金和铝合金 来保证结构强度和刚度,同时也减轻了重量。
在月球上,待所有月壤采样装进去后,容器的内置电机会自动旋转盖上盖子,后火工品锁紧盖子,保持容器的 高真空密封 状态。所以,回到地球的容器还保持着真空密封状态。
那么真空密封的容器怎么启封呢?科研人员早都准备好了一套启封装置,可以把容器放在真空环境的启封装置内进行操作,以收集容器内部的稀有气体和月壤,最大限度保证采样尽可能少受地球外部环境的影响,避免月壤受到氧化和污染。
因此,容器在上天前经过真空低气压试验考核,返回地球过程一直保持真空状态,最后又在真空下启封收集采样,整个过程都处于“受控”状态。所以请放心,容器不存在压瘪和月壤受地球污染情况。
要看装月壤的容器是什么材料做的,如果是金属或玻璃容器,有一定的抗压强度,肯定不会压瘪。如果是塑料瓶,很可能瓶子会被压变形。如果是塑料袋包装,月壤到地球后就会变成真空包装的形状,这个真空包装非机器抽真空,而是大气压力直接作用于月壤的表现。
月球表面的大气压力近乎于零,而地球大气压100kp,也就是10米水柱的压力,所以人可以潜入10米水深而不用担心压力太大压坏身体。那么这个压力到底有多大呢?如果用数字来描述,相当于1Kg/平方厘米,均摊到1平米上有10吨重,这就是著名实验马拉铜球为什么拉不开的原因,如果半个铜球表面积有0.5平米,那么两侧的马力要达到5000公斤。现实生活中有许多关于大气压的压力的例子,比如真空暖水瓶,电灯泡这些都是建立在人为减少正常大气压的条件下,起到隔热和隔离空气的作用。一般的金属、玻璃材料都可以承受这个压力的,所以不用担心。
一个大气压是很难将厚壁金属罐压瘪的。因为一个大气压就相当于每平方厘米的面积上施加一公斤的力,实在是太小了……