1972年，地质学家兼阿波罗17号宇航员哈里森·施密特在月球上发现了一片不寻常的橙色土壤，他知道这很特别，但不确定具体原因。“在实验室中使用高分辨率观察和分析这种物质之前，我们并不知道自己发现了一个火山灰沉积物，”他说。
50年后，施密特仍然不知道他的任务将带来哪些发现。这是因为“阿波罗下一代样本分析（ANGSA）计划”的研究人员才刚刚开始研究那些为未来科学家保存的月球样本。他们的项目旨在回答关于月球过去的关键问题，并且随着“阿尔忒弥斯计划”在未来几年内准备发射，这些项目也将对月球探索的未来产生影响。
完美保存
据新墨西哥大学研究科学家、月球与行星研究所访问研究员，ANGSA研究员查尔斯·希勒（Charles Shearer）称，阿波罗17号的样本73001是从月球滑坡沉积的碎屑堆中采集的，将在未来几周内首次被打开。该样本被存放在核心样本真空容器（CSVC）中，这是一个精密的密封装置，其穿透计划已策划一年多。希勒说，样本73001之所以特别有价值，是因为它被如此原始地封存。“许多其他阿波罗样本可能受到了各种程度的地球污染，因此我们失去了部分月球特征，”他说。
积极参与ANGSA计划的施密特表示，“钦佩50年前那些决定保存部分样本，以期随着时间的推移技术能显著进步的人们。”他说，使用现代工具分析73001样本将提供信息，并积累处理月球样本的经验，这将使未来的任务受益。
施密特和希勒将协助测量73001样本中的月球挥发物——易蒸发的化学元素，它们嵌入在月球土壤中。通过一种识别材料中每种物质质量的相对较新的技术，团队可以测量样本中的挥发性元素和其他随时间衰变的化合物。总而言之，这些数据为滑坡发生的时间和方式提供了线索——例如，它是由地震还是撞击事件引起的。希勒说，解开滑坡的谜团也有助于预测人类在月球定居的安全性。“是否会发生可能威胁人类在月球活动的构造或地震相关的活动？也许这会给我们一些启示。”
向内探索
研究人员还有兴趣了解如何利用月球挥发物作为资源来支持人类在月球上的存在。希勒说：“过去，当阿波罗探测器前往月球时，我们带走了一切。”然而，最终，宇航员在探索甚至前往月球以外的地方时，可能会“部分地自给自足”。例如，氢和氧是水的组成部分，氢和一种轻质氦可能用作火箭燃料，为进一步的太空旅行提供动力。
另一个ANGSA团队由霍利奥克山学院（Mount Holyoke College）天文学教授达比·戴尔（Darby Dyar）领导，她曾在研究生期间研究过橙色土壤样本。作为ANGSA研究员，她正在研究其他样本中的火山玻璃珠，以更好地了解月球内部的成分。这些火山玻璃的直径小于一粒盐，约占月球土壤的20%，在火山喷发时从月球内部喷射出来。“这就像钻探月球，”戴尔说。“微小的玻璃样本，但具有巨大的科学影响力。”
戴尔正在研究玻璃珠中的水和氧含量，将其视为月球内部环境的记录。戴尔和其他研究人员的工作表明，月球内部并非如长期以来所假设的那样是干燥和无氧的，这挑战了科学界对月球形成的理解。“我们正在试图纠正过去关于月球内部的错误观念，”她说。
虽然理想情况下，火山玻璃能完美地捕捉月球内部的条件，但在喷发过程中，气体可能会进出玻璃珠。为了解释这种影响，戴尔和她的团队沿着玻璃珠表面测量了定义的增量，生成了一张图，显示了它在冷却过程中形成的任何梯度。在她最初开始研究时，还没有具有如此空间分辨率的仪器。“新技术为我提供了一种回答我个人在40年前提出的问题的方式，”她说。
同样，玻璃珠中金属原子的电子状态（可测量氧含量）在喷发后也可能发生变化。太阳风中的带电粒子可能与月球表面的玻璃发生反应，或者地球上的氧气在玻璃珠从太空返回后可能与其发生反应。戴尔说，分析像73001这样从月球内部深处采集并在保存装置中储存的样本，有助于精确确定由于暴露于月球表面或地球而发生的变化。
布朗大学地质科学与地球、环境和行星科学教授詹姆斯·海德（James Head）表示，对不同储存方法的比较为重返月球提供了宝贵的见解。他不是ANGSA计划的成员。“我们设计的样本容器是否正确？我们如何更好地设计阿尔忒弥斯任务将使用的容器，以确保它们尽可能地保持原始状态？”他说。
海德补充说，通过重建留在这些样本上的各种月球过程，ANGSA的研究有助于完成月球历史和演化的图景。“每种方法，如滑坡和火山玻璃，都将填补拼图中的一小块，”他说。
