解读 嫦五带回的月壤里有哪些秘密？

2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。可能会有人问，我们为什么要费这么大力气采集月壤，研究月壤呢？

地月土壤大不同

在记录嫦娥四号着陆过程的视频中，我们可以清楚看到着陆瞬间着陆器正下方被吹跑的尘土；玉兔二号月球车缓缓从着陆器驶下，开始了在月球背面的巡视探测，在月球背面刻下了第一道醒目的车辙，这条车辙长达600多米，从视频和照片中我们可以看出，月球的表面不是坚硬的岩石，而是覆盖了一层松散的土壤，科学家称之为“月壤”。

网上有个很有趣的问题，“当年各国收到美国赠送的月壤后，是如何确认月壤真的来自月球的？”从嫦娥四号的着陆视频中，大家很难看出月壤与地球土壤的不同，但其实只要对月壤样品进行研究，就会发现它们差别很大。

地球上的土壤大家都很熟悉，是一层疏松的物质，是由岩石风化形成的细粒矿物质，添加了有机质和水，含有微生物等。地球上土壤的形成，除了化学、物理作用之外，生物的活动是其最重要的特征。而月壤的形成过程没有生物活动参与，没有有机质，还极度缺水干燥；组成月壤的矿物粉末基本是由陨石撞击破碎形成，因此，粉末颗粒的锐角十分锋利。

不仅如此，月球没有磁场保护，太阳风会注入粉尘颗粒表面，将矿物中的二价铁离子还原成纳米金属铁微粒，从而改变其电磁特征、光谱特征（颜色）等。另外，月球表面经常被陨石以每秒10多公里的速度撞击，巨大的能量会使月表一部分物质熔融，形成玻璃，还有一部分物质气化，再重新凝结，成为月壤组成的一部分。所以，想用地球土壤冒充月壤，几乎是不可能的。

探月必须研究月壤

月壤的特点导致它对探月仪器和宇航员都形成了不小的威胁。开展无人着陆和巡视探测时，从月壤表面扬起的月尘，会覆盖在各种载荷的传感器表面，以及充填在仪器和机械的运动机构缝隙，直接对工程的实施构成安全威胁。宇航员出舱进行科学考察时，全身极易粘满月壤颗粒。这些月壤颗粒虽然极微细，却像刀尖一样锐利，很可能给宇航员的安全带来重大威胁。因此，对月壤的认识和研究是月球探测，以及未来建立月球基地、利用月球等不可或缺的基础。

除了对探月工程意义重大，月壤本身就是一种宝贵的资源。

我国已经成功实施了月球探测“绕、落、回”三部曲，下一阶段月球探测的新趋势，就是从相对单纯的“科学探测”向“科学与应用并重”转变，月球资源利用已成为预先研究的重要内容。

我国一直在论证嫦娥四期任务，计划在月球上建一个“基本款”科研站。月球资源将更多被应用于未来月球基地本身的构建和运行。例如，未来可以采用3D打印技术，利用月壤修建月球基地；从月壤中提取太阳风注入的氢，通过与钛铁矿反应生成水和金属铁；从月球南北二极永久阴影区提取凝结在月壤中的水冰等。这些重要的资源都富集在月壤中。另外，一些重要的矿物资源（如钛铁矿），从月壤中分选提取是最为经济可行的方案，能够避免开采和破碎坚硬岩石的巨大消耗。

月壤藏着宇宙的秘密

虽然嫦娥四号在月球上开展的探测卓有成效，不过，我们一直期待着能拿到更多月壤样品，在地球实验室中开展精细的研究。

与地球相比，月球是一台完美的记录仪，保存了地球—月球区域最完整的陨石撞击历史。相反，地球上的绝大部分陨石坑都被地质作用擦除了，研究月壤能获得对月球内部物质组成、早期撞击历史、岩浆喷发历史，以及月壤形成机制和太空风化特性等新的认识。

航天人与科学家的脚步从未停歇，用智慧与勇气将探索之心印刻在月壤之上，相信月壤也将向我们展示更多的秘密。

据《科技日报》

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