汪在聰教授展示月壤樣品
王俊芳攝
夏末秋初，200毫克的月球科研樣品來到了中國地質大學（武漢）的實驗室，令科研人員如獲至寶，興奮不已。
“這些樣品太珍貴了，或將為我們的研究帶來很多新的突破。”中國地質大學（武漢）地球科學學院教授汪在聰如是說，月球科研樣品到達的當天，他們便順利進行了第一次無損實驗，測試了月壤的某種物理特性。
月壤的成分是什麼？研究月壤的意義和價值何在？“年輕”的月球科研樣品將為我國月球研究提供哪些重要資訊？科研人員希望在隨即開展的後續研究中找到答案。
“年輕”的月壤科學價值重大
“阿波羅時代獲得的月球樣品絕大多數是距今30多億年前的古老樣品。而我國嫦娥五號此次取回的月球樣品，很可能非常‘年輕’（距今10億餘年）。”汪在聰表示，這是人類第二次獲得直接的月球科研樣品，對刻畫月球深部過程和演化歷史具有重大的科學價值。
為保護好珍貴的月球科研樣品，汪在聰和同事剛領取到樣品，便立即對其進行塑封儲存，同時在密封箱內放置足夠的乾燥劑，防止空氣中的水分對樣品造成影響。
汪在聰介紹，200毫克月球樣品將按正常程式，經過無損、少損、有損的分析過程展開研究，以保證最大的科研產出。
“月壤包羅永珍，有極大的研究價值，所以必須在實驗室顯微鏡下進行詳細的觀察。”汪在聰說，此次申領的月壤樣品和美國阿波羅號帶回的月壤樣品不一樣，粒度非常細小，平均直徑約20至30微米，遠比人類頭髮絲細得多，僅憑肉眼根本看不見月壤顆粒。
汪在聰團隊主要從兩大方向開展研究：一是月球表面遭受過很多次隕石撞擊，也會受到太空風暴影響，可以透過樣品研究月壤的形成和改造過程；同時，還可以透過成分和微區分析，探尋月球的岩漿過程和月幔演化歷史，這是全世界都關心的問題。
此次樣品中，50毫克月壤可用於有損研究。“我們想研究月壤的平均成分，就需要進行破壞性研究，取得最大化的科研價值。”他說，以前用遙感的方法和間接手段推測的月壤成分不太準確，現在依據嫦娥五號帶回的樣品，可以和以往資料進行比對，弄清楚月壤的成分到底是什麼。
“我們學校的很多老師都在做相關研究，有了自己的樣品，就有了更多更好的研究機會。”汪在聰說，該校組織科研隊伍，做好詳細研究方案，儘量做到樣品低損耗，儘可能地獲得更多的科研資訊。
模擬月壤十載終見真容
在中國地質大學（武漢）實驗室內，記者看到了像黑色沙土一般的月壤，只不過相比地球上的沙土，它們的顆粒更細。
對嫦娥五號鑽取子系統飛控專家組成員、中國地質大學（武漢）地球科學學院肖龍教授而言，月壤既熟悉又陌生。
“我們為嫦娥系列任務研製模擬月壤近10年，總共為工程單位提供近100噸的模擬月壤。”肖龍說，知曉月壤性質，是月面取樣能否成功的關鍵因素之一，所以需要研製出與月壤性質相似的模擬月壤，用於取樣工程技術驗證。
肖龍介紹，他所在的團隊從2009年開始做模擬取樣。從預選著陸區地質分析，到在地球上尋找類似的岩石型別，進行後續模擬研製，其間遇到了很多挑戰。“我們進行了上千次實驗，失敗了很多次，但最終在2017年完成了所有工作。”他說。
肖龍說，嫦娥五號採取兩種取樣方式，即機械臂表取和鑽具鑽取，互為備份。樣本預期總質量約為2公斤，其中鑽取0.5公斤，表取1.5公斤，實際取樣質量為1731克。
“對月壤的認識和研究是月球科學探測，以及未來建立月球基地、利用月球資源等不可或缺的基礎。”肖龍直言。
值得自豪的是，嫦娥五號在月球正面最大的月海風暴洋北部呂姆克山脈附近著陸，這是其他國家的探測器從來沒有到訪過的地方。
在肖龍看來，著陸點遠離以往著陸取樣區，能夠回答以往沒有解決的科學問題，呂姆克山區域有月球上最“年輕”的火山岩，此處的月壤樣品研究意義重大。
從登月取壤，到分“土”研究，肖龍感慨，深空研究是綜合國力的見證，湖北科研工作者們期待從200毫克的樣品中，早日獲得創新性的科研成果，收穫更多驚喜。
汪在聰認為，這是我國首次從月球表面鑽取樣品返回，是我國科技實力的體現，對我們的科研更是難得的機遇。
或將揭示月球起源之謎
長期以來，人類對月球的起源十分關注，存在分裂說、俘獲說、碰撞說等多個學說，國內外科學家莫衷一是。
汪在聰說，科研人員可以透過月壤研究揭示月球隱含的科學秘密。
汪在聰認為，對本次獲得的月壤樣品進行同位素含量分析，特別是長壽命放射性核素含量分析，可以獲得月球土壤同位素組分及其形成年代，推測月球的演化程序，為研究月球起源提供關鍵資料支撐。
“我們有明確的科研目標。”汪在聰說，依託該校地質過程與礦產資源國家重點實驗室和行星科學研究所，研究團隊能夠做好此次科研任務。
此外，研究月壤還有其他行星科學研究價值。月球環境沒有空氣流通，沒有風霜雪雨，其背面也無遮擋，猶如一臺巨大的望遠鏡，記錄著超新星噴射物的成分和著陸時間。因此，透過測量月球不同深度超新星相關核素含量，可以追蹤近地超新星爆發歷史。
據介紹，中國地質大學（武漢）行星科學研究所成立十餘年，致力於月球和行星科學研究的前沿科學問題。
汪在聰表示，深空探測是國家綜合實力的體現，也是行星科學研究的一個方面。行星科學研究內容大有可為，在地球上的研究思路也可以延伸到其他行星，目前這類研究仍比較有限。
“現在，越來越多年輕人加入行星科學研究，我國也成立了一級學科推動其發展。”汪在聰說，未來將著力培養更多年輕人才一起探索行星科學，為我國後續月球與深空探測提供科技支撐。
來源：科技日報
