“打開(kāi)儲(chǔ)存瓶，嫦娥五號(hào)的月壤會(huì)飛走，而嫦娥六號(hào)的月壤卻黏性十足，穩(wěn)穩(wěn)地留在瓶中?！边@一在月球背面采樣時(shí)發(fā)現(xiàn)的奇特現(xiàn)象，如今終于有了科學(xué)答案。11月24日，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所祁生文團(tuán)隊(duì)的研究成果在線發(fā)表于《自然-天文》，從顆粒力學(xué)層面完整揭開(kāi)了月背月壤“為什么這么黏”的謎團(tuán)，為我國(guó)后續(xù)月球探測(cè)任務(wù)點(diǎn)亮了“指路燈”。

時(shí)間拉回嫦娥六號(hào)任務(wù)執(zhí)行期間，當(dāng)采樣機(jī)構(gòu)將月球背面的月壤帶回探測(cè)器時(shí)，任務(wù)總設(shè)計(jì)師胡浩就注意到異常：著陸區(qū)的月壤“似乎稍微黏稠一點(diǎn)，還有點(diǎn)結(jié)塊”。這種物理特性與2020年嫦娥五號(hào)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(zhì)差異，背后必然隱藏著獨(dú)特的地質(zhì)密碼。”中國(guó)科學(xué)院院士吳福元的判斷，成為科研團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)的起點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)一年多的系統(tǒng)研究，祁生文團(tuán)隊(duì)通過(guò)固定漏斗實(shí)驗(yàn)、滾筒實(shí)驗(yàn)等一系列精密測(cè)試，首先鎖定了關(guān)鍵指標(biāo)——休止角。作為衡量顆粒材料流動(dòng)性的核心參數(shù)，休止角越大，說(shuō)明材料越不易流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，嫦娥六號(hào)月壤的休止角顯著大于月球正面樣品，其流動(dòng)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(lái)？科研人員首先排除了常見(jiàn)的磁力和膠結(jié)作用——精細(xì)成分分析表明，嫦娥六號(hào)月壤中磁性礦物含量極低，且完全不含黏土礦物。進(jìn)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(qiáng)；顆粒尺寸越小，范德華力與靜電力的作用就越凸顯。

團(tuán)隊(duì)的重大突破在于發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵“粒徑閾值”：當(dāng)月壤顆粒的D60值（小于某一粒徑的顆粒重量占總重量60%時(shí)的粒徑）低于約100微米時(shí)，原本非黏性的礦物顆粒會(huì)表現(xiàn)出明顯黏性。而通過(guò)1微米高空間分辨CT掃描對(duì)29萬(wàn)余個(gè)顆粒的精準(zhǔn)分析顯示，嫦娥六號(hào)月壤的D60值僅為48.4微米，不僅是已發(fā)現(xiàn)月壤中最細(xì)的，且顆粒形態(tài)異常復(fù)雜，球度顯著偏低。“通常顆粒越細(xì)形狀越接近球形，月背月壤卻‘又細(xì)又糙’，這很特殊?！逼钌慕忉尩?。

這種獨(dú)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(shí)，月球背面沒(méi)有地球磁場(chǎng)的“庇護(hù)”，承受著更頻繁的隕石撞擊和更強(qiáng)的太空風(fēng)化作用。同時(shí)，樣品中富含約32.6%的易破碎長(zhǎng)石礦物，進(jìn)一步加劇了顆粒的細(xì)化與形態(tài)復(fù)雜化?！坝旨?xì)又粗糙的顆粒特征，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。”

這一發(fā)現(xiàn)的價(jià)值遠(yuǎn)不止于解開(kāi)科學(xué)謎題。對(duì)于未來(lái)的月球探測(cè)任務(wù)而言，月壤黏性直接關(guān)系著著陸器的著陸安全性——黏性過(guò)大會(huì)導(dǎo)致著陸腿陷入過(guò)深，影響設(shè)備穩(wěn)定。更重要的是，隨著我國(guó)月球基地建設(shè)和月面資源開(kāi)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(guān)鍵參數(shù)，比如如何高效挖掘、運(yùn)輸月壤，如何利用月壤制備建筑材料等。

從嫦娥五號(hào)帶回月壤開(kāi)啟“地月對(duì)話(huà)”，到嫦娥六號(hào)揭秘月背奧秘，中國(guó)科學(xué)家正以自主探測(cè)為基礎(chǔ)，一步步揭開(kāi)月球的神秘面紗。正如研究團(tuán)隊(duì)所言，這項(xiàng)成果不僅填補(bǔ)了月背月壤力學(xué)特性研究的空白，更將為我國(guó)在月球科學(xué)研究和資源利用領(lǐng)域的持續(xù)突破奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，讓“嫦娥”探月的每一步都走得更穩(wěn)、更遠(yuǎn)。嫦娥六號(hào)揭秘月背月壤“黏人”密碼！中國(guó)科學(xué)家破解太空謎題