在月球探測的征程中,一項關(guān)于月壤特性的新發(fā)現(xiàn)引發(fā)了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。此前,嫦娥六號任務(wù)總設(shè)計師胡浩在相關(guān)發(fā)布會上透露,在月球背面采樣時,發(fā)現(xiàn)著陸區(qū)的月壤“似乎稍微黏稠一點,還有點結(jié)塊”,與月球正面的嫦娥五號月壤呈現(xiàn)出不同的物理特性。這一獨特現(xiàn)象迅速吸引了研究團(tuán)隊的深入探究。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的科研團(tuán)隊經(jīng)過一年多的不懈努力,針對這一特殊現(xiàn)象展開了系統(tǒng)研究。近日,該團(tuán)隊取得了重要成果,相關(guān)研究已在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·天文》。研究從顆粒力學(xué)層面,完整闡釋了嫦娥六號月壤“黏性”背后的科學(xué)原理。
為了精確測量嫦娥六號月壤的流動性,研究團(tuán)隊開展了固定漏斗實驗和滾筒實驗,重點測量了反映顆粒材料流動性的關(guān)鍵指標(biāo)——休止角。實驗數(shù)據(jù)表明,嫦娥六號月壤的休止角明顯大于月球正面樣品,其流動特性更接近于地球上的黏性土體,這一結(jié)果證實了胡浩總設(shè)計師此前的發(fā)現(xiàn)。
科研人員進(jìn)一步對嫦娥六號返回樣品進(jìn)行了高精度分析。他們采用1微米的高空間分辨CT掃描技術(shù),對超過29萬個月壤顆粒的尺寸與形態(tài)進(jìn)行了精確測定,并與月球正面的嫦娥五號和阿波羅月壤進(jìn)行了對比。結(jié)果顯示,嫦娥六號月壤顆粒更細(xì),形態(tài)更為復(fù)雜,整體球度顯著偏低。祁生文研究員表示,這一現(xiàn)象頗為反常,通常顆粒越細(xì),形狀越接近球形,但嫦娥六號月壤卻呈現(xiàn)出細(xì)而復(fù)雜的特征。
研究人員認(rèn)為,嫦娥六號月壤的這種獨特特性可能與樣品中富含易破碎的長石礦物(約占32.6%)以及月球背面經(jīng)歷的更強太空風(fēng)化作用有關(guān)。這種又細(xì)又粗糙的顆粒特性,增強了摩擦力、范德華力與靜電力的作用,導(dǎo)致休止角升高,從而形成了其高黏性的特征。
這項研究首次從顆粒力學(xué)的角度,對月壤的獨特黏聚行為進(jìn)行了系統(tǒng)分析,為未來月球探測任務(wù)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。隨著深空探測的不斷推進(jìn),這些研究成果將在月球基地建設(shè)、月面資源開發(fā)利用等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,推動我國在月球科學(xué)研究和資源利用領(lǐng)域邁向新的高度。











