嫦娥六號揭秘月背月壤“黏人”密碼！中國科學家破解太空謎題

“打開儲存瓶，嫦娥五號的月壤會飛走，而嫦娥六號的月壤卻黏性十足，穩(wěn)穩(wěn)地留在瓶中。”這一在月球背面采樣時發(fā)現(xiàn)的奇特現(xiàn)象，如今終于有了科學答案。11月24日，中國科學院地質與地球物理研究所祁生文團隊的研究成果在線發(fā)表于《自然-天文》，從顆粒力學層面完整揭開了月背月壤“為什么這么黏”的謎團，為我國后續(xù)月球探測任務點亮了“指路燈”。

時間拉回嫦娥六號任務執(zhí)行期間，當采樣機構將月球背面的月壤帶回探測器時，任務總設計師胡浩就注意到異常：著陸區(qū)的月壤“似乎稍微黏稠一點，還有點結塊”。這種物理特性與2020年嫦娥五號從月球正面帶回的樣品截然不同?！斑@直觀反映出月背與月面月壤存在本質差異，背后必然隱藏著獨特的地質密碼。”中國科學院院士吳福元的判斷，成為科研團隊攻堅的起點。

經過一年多的系統(tǒng)研究，祁生文團隊通過固定漏斗實驗、滾筒實驗等一系列精密測試，首先鎖定了關鍵指標——休止角。作為衡量顆粒材料流動性的核心參數(shù)，休止角越大，說明材料越不易流動。實驗結果顯示，嫦娥六號月壤的休止角顯著大于月球正面樣品，其流動特性已接近地球上的黏性土體，這為“黏稠感”提供了量化依據(jù)。

黏性從何而來？科研人員首先排除了常見的磁力和膠結作用——精細成分分析表明，嫦娥六號月壤中磁性礦物含量極低，且完全不含黏土礦物。進一步研究發(fā)現(xiàn)，月壤的黏性源于三種微觀粒間力的“協(xié)同發(fā)力”：摩擦力、范德華力和靜電力。其中，顆粒表面越粗糙，摩擦力越強；顆粒尺寸越小，范德華力與靜電力的作用就越凸顯。

團隊的重大突破在于發(fā)現(xiàn)了一個關鍵“粒徑閾值”：當月壤顆粒的D60值（小于某一粒徑的顆粒重量占總重量60%時的粒徑）低于約100微米時，原本非黏性的礦物顆粒會表現(xiàn)出明顯黏性。而通過1微米高空間分辨CT掃描對29萬余個顆粒的精準分析顯示，嫦娥六號月壤的D60值僅為48.4微米，不僅是已發(fā)現(xiàn)月壤中最細的，且顆粒形態(tài)異常復雜，球度顯著偏低?！巴ǔｎw粒越細形狀越接近球形，月背月壤卻‘又細又糙’，這很特殊。”祁生文解釋道。

這種獨特顆粒特性的形成，與月背殘酷的生存環(huán)境密不可分。研究證實，月球背面沒有地球磁場的“庇護”，承受著更頻繁的隕石撞擊和更強的太空風化作用。同時，樣品中富含約32.6%的易破碎長石礦物，進一步加劇了顆粒的細化與形態(tài)復雜化?！坝旨氂执植诘念w粒特征，讓三種粒間力的作用最大化，最終造就了月背月壤的高黏性?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)的價值遠不止于解開科學謎題。對于未來的月球探測任務而言，月壤黏性直接關系著著陸器的著陸安全性——黏性過大會導致著陸腿陷入過深，影響設備穩(wěn)定。更重要的是，隨著我國月球基地建設和月面資源開發(fā)提上日程，明確月壤物理特性可為原位資源利用提供關鍵參數(shù)，比如如何高效挖掘、運輸月壤，如何利用月壤制備建筑材料等。

從嫦娥五號帶回月壤開啟“地月對話”，到嫦娥六號揭秘月背奧秘，中國科學家正以自主探測為基礎，一步步揭開月球的神秘面紗。正如研究團隊所言，這項成果不僅填補了月背月壤力學特性研究的空白，更將為我國在月球科學研究和資源利用領域的持續(xù)突破奠定堅實基礎，讓“嫦娥”探月的每一步都走得更穩(wěn)、更遠。嫦娥六號揭秘月背月壤“黏人”密碼！中國科學家破解太空謎題