米兰-月球样品研究，期待几何？—新闻—科学网

月球，这颗距离地球比来的天体，是人类迈向星斗年夜海必需逾越的处所。

2024年6月25日，嫦娥六号返回器携带来自月球后背的月球样品，在内蒙古四子王旗预定区域平安着陆，标记着探月工程嫦娥六号使命获得美满成功。1935.3克，这是人类第一份来自月球后背的样品！此前，人类在月球长进行了10次样品收集，但都是在月球正面。这也是我国收集到的第二份月球样品。2020年12月，嫦娥五号带回约1731克月球正面样品，科研人员对样品展开了多项研究。

月球样品能为我们揭晓甚么奥秘？使人等候。

月背采样有甚么纷歧样

在嫦娥六号之前，人类共进行过10次月球采样：苏联3次，美国6次，和我国嫦娥五号1次，均为月球正面。

嫦娥六号是嫦娥五号的备份，最初的方针也是月球正面采样。但跟着嫦娥五号在月球正面成功采样并返回，嫦娥六号的目标地也产生了转变——月球后背。这明显更具挑战性。一方面，人类对月球后背领会更少，月背采样面对更多没法预知的风险；另外一方面，遭到月球本身的遮挡，处在月背的探测器没法与地球直接通讯。是以，嫦娥六号在月背着陆和采样，需要鹊桥二号中继星供给通讯“中转站”办事。

嫦娥六号采样和封装进程中，科研人员会在距离月球38万千米外的地面尝试室，按照鹊桥二号中继星传回的探测器数据，对采样区的地舆模子进行仿真，并摹拟采样，为嫦娥六号的采样决议计划和各环节操作供给撑持。经由过程这类“人机协作”体例，辅助嫦娥六号和时研判节制钻取风险，现场决议计划后续动作。

可是，万一中继星和地面掉去联系，怎样办？

据嫦娥六号使命总设计师胡浩介绍，科研人员设计了良多预案。此中一个是，提高嫦娥六号探测器的“自立技术”——一旦中继星呈现问题，嫦娥六号探测器可以自立展开勾当，本身给本身下达法式化指令，包罗钻取、晋升、起飞等，自立判定和履行。

固然，这个预案最后没有效上，地月之间的中继通讯一向很通顺。不外，采样进程依然让大师“胆战心惊”。

与嫦娥五号一样，嫦娥六号也有两种采样体例：一是表取采样，用机械臂携带采样装配收集月球概况的泥土；二是钻取采样，用一根钻杆钻入月球表层预定深度，收集较深层的泥土。

比拟表取，钻取的难度和不肯定性更年夜。嫦娥六号着陆后，不克不及移动位置，钻取进程假如碰着坚固的岩石，不成能换处所再钻。但也不克不及等闲抛却，由于钻取确切十分有需要——从月球概况到深部，月壤的物资构成、粒度等性质有很年夜差别，分歧深度的月壤记实的月球科学信息也分歧。

为了确保“钻得动”，航天科技团体五院研制团队展开了年夜量地面实验与仿真阐发。他们连系月壤特征，设计了一种独创钻头，并经由过程对照多种设计方案，肯定取芯机构方案和响应构型，使其具有高硬度岩石的钻进能力。

不外，科研人员毕竟没法猜测所有环境。在钻进1米多一点后，嫦娥六号碰到了状态。“颠末专家们一致判定，感觉多是有石头卡在那了。”胡浩说。这个石头确切很硬，是继续钻，仍是住手？一向钻下去，也不是不可。可是，“再钻下去可能会把前面钻的一些功效丢失落。”胡浩说，嫦娥六号在月球上的工作时候是有限的，能量也是有限的，“再钻可能就影响到后边的使命”。这也恰是月球后背采样，和航天摸索的魅力——在太空中，总会有萍水相逢的“不测”产生。

衡量之下，住手钻取，最先采样。虽然没有到达料想的钻取深度，但经由过程表取和钻取的共同，嫦娥六号依然收集到了1935.3克月球后背样品。“我们的方针是两千克月壤，容器设计就这么年夜，再多也装不下。”胡浩说。

嫦娥五号月壤研究已颁发100多篇高质量论文

6月28日，嫦娥六号月球样品由国度航天局移交至中国科学院，展开月球样品的存储和处置，启动科研工作。

与此同时，科研人员对嫦娥五号月球样品的研究仍在继续。曩昔3年多以来，国度航天局已向国内131个研究团队发放科研样品。经由过程对这些样品的研究，科研人员在月球构成与演变、太空风化感化和资本操纵等多个范畴获得重年夜功效。此中，有两项研究功效备受存眷。一项触及月球寿命，一项关乎月球水资本。

与地球近似，火山和地动等是月球最直不雅的地质勾当现象。月球的岩浆感化一旦住手，便意味着月球地质意义上的“灭亡”。是以，月球岩浆感化到底甚么时辰住手的，一向是月球演变汗青研究中的重年夜科学问题之一。

此前，美国“阿波罗”月球样品研究注解，月球上的火山岩春秋都跨越30亿年，是以，科学家猜测月球的生命在那时就住手了。但经由过程对嫦娥五号月球样品中玄武岩的研究，科研人员发现，这些玄武岩是19.6亿年前由火山喷发构成的，是迄今发现的最“年青”的月球玄武岩。

也就是说，月球的岩浆勾当可能一向延续到19.6亿年前。科研人员指出，对照“阿波罗”样品研究成果，今朝已知月球地质寿命相当在“耽误”了约10亿年。

嫦娥五号样品研究不但改写了月球的寿命，也回覆了大师很是存眷的另外一个问题——月球上是不是有水。

科研人员对嫦娥五号月壤中的辉石、橄榄石和斜长石矿物展开研究，发现嫦娥五号矿物表层中存在年夜量的太阳风成因水。据估算，太阳风质子注入为嫦娥五号月壤进献的水含量最少为170ppm（即100万分之170），相当在每吨月壤中最少含有170克的水。

进一步研究发现，这些太阳风成因水可在月表中、高纬度地域获得较好保留，证实月表矿物是水的主要储库，还为月表中纬度地域水的散布供给了主要参考，对月球水资本的操纵具有主要意义。将来，我们将在月球成立国际月球科研站，实现人类在月球的持久驻留和工作。假如能在月球上开辟和操纵水资本，益处是不言而喻的。

另外，还更多研究功效拓宽和深化了我们对月球的熟悉：

——科研人员在月壤中发现了一种全新的矿物，并将其定名为“嫦娥石”。这是人类在月球上发现的第六种新矿物，我国同样成为世界上第三个在月球发现新矿物的国度。

——经由过程对月壤进行阶段升温提取氦-3的体例，科研人员确立了月壤氦-3的最好萃取温度参数。作为潜伏的核聚变燃料，氦-3被认为是一种将来能源。这些要害科学数据为今后月球氦-3资本总量估算，和氦-3资本的勘察开辟供给了根本支持。

——科研人员初次在月壤样品中发现自然构成的石墨烯，拓宽了人们对月壤复杂矿物构成的认知，为月球的原位资本操纵供给了主要信息和线索。石墨烯以其怪异的物理特征，在包罗行星和空间科学在内的普遍范畴阐扬侧重要感化。

…………

“科研功效很是丰硕。”嫦娥六号使命副总设计师、中国科学院国度天文台研究员李春来讲，这么短时候内，月壤研究已有100多篇高质量的论文颁发，一些功效颁发在国际学术期刊《天然》《科学》等主要学术刊物上。

今朝，我国已启动嫦娥五号月球样品的初次国际申请和评审工作。不久的未来，我们也许也会收到国外科学界带来的欣喜。

月背样品将让我们看到一个更完全的月球

嫦娥五号月球样品的研究，揭晓了那末多关在月球的奥秘，这让我们对嫦娥六号的月背样品加倍布满等候。

“以往收集的样品，我们只熟悉到半个月球。”李春来讲，月背样品有望为研究月球的二分性、完全领会月球的汗青，供给机遇。

嫦娥六号之所以选择在月球后背的南极-艾特肯盆地采样，为的就是尽量采到与曩昔分歧的月球样品，从而更周全地研究月球。与月球正面比拟，月背有更多撞击坑，月海规模更小。并且，月背升沉年夜、地势较高，地面加倍粗拙。

“我们在采样进程中就感受月球后背和正面的月壤不太一样，正面的比力细腻、疏松，后背的状况仿佛不太一样。”胡浩说。

李春来指出，南极-艾特肯盆地是月球上已知最年夜、最深、最古老的盆地，矿物化学成份可能与正面有很是年夜的不同。研究这里的地质组成、物资构成、演变汗青，有助在领会月球的地质演变汗青，揭露月球后背独有的地质组织和物资成份的差别，更周全地领会月球的地质演变汗青。

既然来自月球最古老的盆地，那嫦娥六号样品中极可能发现月球的古老物资。中国科学院地球化学研究所专家杨溢指出，按照撞击坑统计定年，南极-艾特肯一带春秋约42亿年，可能散布有月表最古老的岩石。嫦娥五号样品中发现了今朝月球最年青的玄武岩，那末，嫦娥六号样品是不是能发现月球最古老的岩石和可定年的矿物？

除寻觅最古老的岩石，嫦娥六号样品还可能发现月球深部物资。

嫦娥六号着陆的阿波罗撞击坑，位在南极-艾特肯盆地内部，是一个屡次撞击构成的“盆中之盆”。专家认为，这里多是月壳最薄的位置之一，是月球深部物资潜伏出露区，更轻易取得月球深部物资。

“深部物资很是珍贵，也很难有机遇取得。”李春来讲，嫦娥六号采样点遭到初期撞击事务的抛射，极可能收集到月球深部，乃至月幔的样品，为研究月球内部布局和物资成份供给贵重数据。

并且，来自撞击坑的月球样品，还可觉得研究月球初期的撞击汗青，乃至地球的初期撞击进程供给机遇，有助在领会太阳系初期的演变汗青，鞭策比力行星学的研究。

另外，与嫦娥五号一样，寻觅水资本也是嫦娥六号月背样品研究的一个主要议题。杨溢指出，月球正面遭到“地球风”影响，相对富氧、富水。按照遥感光谱研究，月球后背固然不如正面富氧、富水，但也存在少许富氧、富水区域，乃至发现了赤铁矿等名义含水矿物（指化学式中包括水份子，现实上不以液态水情势、而以水合物或羟基等情势存在的矿物）。

“嫦娥六号假如收集到名义含水矿物，或样品包括非凡的水赋存状况，将长短同平常的冲破。”杨溢认为，这对月球水资本研究很是成心义。

固然，对人类首份月背样品的研究，还更多可能。好比，是不是也会发现新的矿物？月球原位资本操纵会有甚么新冲破？

为展开月背样品研究工作，探月工程地面利用系统整体单元中国科学院国度天文台将对嫦娥六号月背样品进行制备和分装。嫦娥六号使命新闻讲话人葛平6月28日流露，估计半年后，可以或许向国内科研机构和科研人员开放申请。

别的，国度航天局此前已制订月球样品和科学数据的国际合作实行细则，并发布了月球样品研究的申请流程。“接待列国科研人士依照有关流程提出申请，同享惠益。”国度航天局国际合作司负责人刘云峰说。月球的更多奥秘等着科学家逐一揭晓。

（本报记者陈海波）

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