抵达江城！地大获得200毫克月壤
7月12日，国家航天局探月与航天工程中心在北京举行嫦娥五号任务第一批月球科研样品发放仪式。13家科研机构分获17.4764克月壤，样品包括粉末样、岩屑样、光片样等。其中，中国地质大学（武汉）获得200毫克月壤。在北京参与领取月球科研样品的中国地质大学（武汉）地球科学学院汪在聪教授和何琦老师，连夜回到武汉。13日一早，他们就兴奋地来到学校实验室，对这些珍贵的月球样品开展初步磁性研究，“这些样品太珍贵了，给我们的研究带来很多新的机遇”。极目新闻记者在中国地质大学（武汉）的实验室现场看到，月壤样品从保险箱里拿出后，外面有一个保护盒。月壤样品为粉末状，十分细腻，为防止空气中水分太高，样品被塑封在保护装置里面。对这200毫克粉末状样品，地大团队如获至宝。汪在聪透露，这些样品将按正常程序，经过无损、少损、有损的分析过程，以保证最大的科研产出。接下来，团队将会对月球样品进行一系列研究，以了解月壤的结构、组成和成分，以此认识月壤形成和改造过程，月球的岩浆过程和月幔演化历史。记者通过肉眼可看到的月壤，就像黑色的沙土，但颗粒更细。汪在聪说，此次申领的月壤和美国阿波罗号样品不一样，它粒度非常细小，平均直径约20-30微米，远比人类的头发丝细得多，颗粒凭肉眼根本看不见，“必须在实验室显微镜下去观察，而月壤包罗万象，有极大研究价值。”汪在聪说，研究方向主要有两大方向，一是月球表面有很多陨石撞击，也会受到太空风暴的影响，可以借此研究月壤的形成和改造过程，第二是通过成分和微区分析，来探寻月球的岩浆过程和演化历史，这是全世界都关心的问题。嫦娥五号钻取子系统飞控专家组成员、中国地质大学（武汉）肖龙教授介绍，嫦娥五号在月球正面最大的月海风暴洋北部吕姆克山脉附近着陆，是别的国家的探测器从来没有到访过的地方。着陆点远离以往着陆采样区，能够回答以往没有解决的科学问题，吕姆克山区域有月球上最年轻的火山岩，月壤样品的研究意义非常重大，“希望能探寻月球从古老到年轻的演化历史”。“这些样品非常难得，这是中国首次从月球表面钻取样品返回，是我们国家科技实力的体现，对我们的科研更是难得的机遇。” 汪在聪激动地说。汪在聪表示，阿波罗时代获得的样品绝大多数是距今30多亿年前的古老样品，而中国此次取回来的样品可能是非常年轻的（距今10余亿年），这对于弄清月球从古老到年轻的演化历史具有重大的科学价值。“我之前做的火星陨石分析，样品是在德国做研究时从美国申请到的。而月球样品，美国还没有对中国开放阿波罗登月样品，现在我们有自己的样品，能自主去研究了。这也是上世纪70年代后，首次重新从月球采样的样品。”汪在聪教授长期从事行星研究，2016年从德国柏林自由大学回国，来到地大工作，“我之前主要研究对象是火星，对月球的研究很少，是因为嫦娥五号探月之旅，才萌生了申请样品开展研究的想法”。汪在聪回忆，他从去年嫦娥五号落地后便持续关注月壤有关情况，地大研究团队根据各自研究方向，开始进行申请准备。历经几个月的准备，他和何琦老师一起，5月底递交样品申请，还赴北京答辩，“样品申请竞争非常激烈，专家组在评审过程中看重申请人提出的申请是否具有重要的科学意义，是否对公布的月壤有深入的理解，并且需要三分之二的评委通过，才能申领成功。”汪在聪说，他们团队获得了50毫克月壤可用于有损研究，“我们想研究月壤的平均成分，需要进行破坏性研究，获得科研价值最大化”。据悉，汪在聪在德国期间，利用亲铁亲铜元素研究地幔岩浆过程及行星增生过程，取得了一些创新性成果，受到国内外同行认可。他提出了火星内部并不富含硫，挑战了过去三十年广泛认为火星是富含硫的行星的传统观点。“回国源于地大提供了广阔的发展平台。乐昌美食” 汪在聪表示，依托该校地质过程与矿产资源国家重点实验室和行星科学研究所，为科研提供了坚实保障，月壤的相关研究将会在未来城校区进行。昨日一早，嫦娥五号工程深度参与者肖龙教授也兴奋地来到实验室，参观这批来自月球的“土特产”。月面采样能否成功的关键因素之一，是要了解月壤的性质，并研制出与月壤性质相似的模拟月壤，用于采样工程技术验证。肖龙团队为嫦娥系列任务研制模拟月壤近10年，总共为工程单位提供了近100吨模拟月壤。肖龙介绍，他们从2009年开始做模拟采样。首先是选择着陆月球上采样区可能会有的岩石类型，再做分析测试。团队遇到了很多挑战，比如月壤的颗粒粗细、怎么破碎才能更像；月壤从上到下并不均匀、密实度不一样，要设计钻孔取样的力度、转速；要满足不同的工作状况；要考虑到岩石类型、月壤形态、力度、配比以及月球低重力，考虑低重力环境下用什么来替代等等。“月球上的颗粒是棱角状，而地球上的样本比如海滩的沙子，圆的，踩上去不硌脚。要选择一种加工工艺，使地球上的样本破碎以后形状向月壤靠拢。”肖龙举例说。此外，团队还要设计不同的剖面状况，月壤从上层到下层不是均匀的，“就好比面粉里有黄豆、红枣之类的东西”，月壤的密实度也不一样，可能上层松散下层密实，钻头转速的设置，乐昌美食遇到障碍如何调整，都需要仔细考虑。肖龙教授介绍，“进行了上千次的实验，失败了很多次，但最终我们还是提前完成了绝大部分的准备工作”。肖龙现场演示了月壤抓取，他说：“嫦娥五号主要采用两种采样方式，即机械臂表取和钻具钻取，两种方式互为备份。样本的预期总质量约为2公斤，其中钻取0.5公斤，表取1.5公斤。实际取样质量为1731克。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。”从登月取壤，到分“土”研究，肖龙感慨，深空研究是综合国力的见证，在鄂的科研工作者们期待能从200毫克样品中，早日获得创新性科研成果，收获更多的惊喜。