近日，中國科學(xué)家對(duì)嫦娥五號(hào)樣品的最新研究顯示，月表中緯度區(qū)域太陽風(fēng)在月壤顆粒表層中注入的水比以往認(rèn)為的更多，而月球高緯度區(qū)域可能含有大量具有利用價(jià)值的水資源。

發(fā)現(xiàn)嫦娥石，找到月壤水……近期，我國月壤研究迎來大豐收，一系列有關(guān)嫦娥五號(hào)月壤樣品的最新研究成果相繼發(fā)表。

(資料圖)

2020年12月17日1時(shí)59分，嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸，探月工程嫦娥五號(hào)任務(wù)取得圓滿成功。

從2020年12月嫦娥五號(hào)返回器攜帶1731克月壤樣品成功返回地面至今，共計(jì)有5批月壤樣品被分發(fā)至多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，研究范圍涉及月球地質(zhì)演化歷史、月球資源分析等。

這些科研機(jī)構(gòu)通過研究被網(wǎng)友們稱為“無價(jià)之土”的月壤都取得了哪些重要成果？這些成果有具有怎么樣的重大意義？

2021年12月13日，中科院紫金山天文臺(tái)發(fā)布，該臺(tái)徐偉彪研究員及其行星化學(xué)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南京地質(zhì)古生物研究所，對(duì)月球樣品進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，樣品中有含有極高的鈦鐵礦含量，確定為高鈦玄武巖。

此前，國內(nèi)其他研究團(tuán)隊(duì)在嫦娥五號(hào)月球樣品中發(fā)現(xiàn)了低鈦、中鈦玄武巖類型。結(jié)合此次研究，學(xué)者們推測，嫦娥五號(hào)月球著陸區(qū)或曾有多次火山噴發(fā)。

2021年7月16日，中科院實(shí)驗(yàn)人員在手套箱里打開月壤樣品。（資料圖）

2022年1月，由中科院地質(zhì)地球所行星科學(xué)團(tuán)隊(duì)與上海技術(shù)物理研究所、國家空間科學(xué)中心等科研團(tuán)隊(duì)合作，通過對(duì)嫦娥五號(hào)所攜帶“月球礦物光譜分析儀”探測的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，首次獲得了月表原位條件下的水含量。最新研究顯示，1噸月壤中大約有120克水，1噸巖石中大約有180克水。結(jié)合樣品分析，月壤中的水絕大部分是來自太陽風(fēng)的貢獻(xiàn)，巖石中多出來的水則可能代表了月球內(nèi)部水?？蒲袌F(tuán)隊(duì)介紹，光譜儀所探測到的水指礦物里的水分子或者羥基，在一定條件下才能轉(zhuǎn)化為可以喝的水。

水是生命之源，此前科學(xué)家都是通過遙感衛(wèi)星或采回的月球樣品探測到水，而這是第一次在月球現(xiàn)場實(shí)時(shí)“看”到了水。水在月球、地球以及行星演化中具有重要作用，這項(xiàng)成果對(duì)于研究太陽系的起源和演化具有重要的理論意義。

2022年5月，南京大學(xué)鄒志剛院士、姚穎方教授團(tuán)隊(duì)與多所高校、科研院所合作，通過研究0.2克月壤樣本，發(fā)現(xiàn)其中一些成分可作為催化劑，在太陽光作用下，將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和燃料。

基于這一發(fā)現(xiàn)，研究人員提出，未來可以利用月球自身資源建設(shè)月球基地，支持深空探測、研究和旅行。

姚穎方表示，此次研究旨在考察月壤能否被資源化利用?！叭绻覀兡軌蛟谠虑蛏暇偷厝〔模瑢⒃虑蜃陨碣Y源以及人體代謝廢物轉(zhuǎn)化為資源和能源，就可以減少載人航天的成本。”

2022年6月，中科院寧波材料所、航天五院錢學(xué)森實(shí)驗(yàn)室、中科院物理所和南京大學(xué)等聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，在學(xué)術(shù)期刊《材料未來》（Materials Futures）上發(fā)表論文，宣布發(fā)現(xiàn)月壤中鈦鐵礦顆粒表面都存在一層非晶玻璃。玻璃態(tài)材料特殊的無序原子堆積結(jié)構(gòu)具有極高的穩(wěn)定性，比如玻璃態(tài)琥珀可以將生物標(biāo)本保存上億年、氧化物玻璃可以將核廢料儲(chǔ)存上千年。這項(xiàng)工作表明鈦鐵礦玻璃也具有極高的穩(wěn)定性，在月球上捕獲并保存了豐富的氦-3資源。

氦-3是一種高效、清潔的核聚變?nèi)剂?，是最受關(guān)注的月球潛在資源之一。受地球磁場與大氣的阻擋，地球上氦-3的含量極低，而月球上的氦-3儲(chǔ)備可實(shí)現(xiàn)全人類數(shù)千年甚至上萬年的能源供應(yīng)。

嫦娥石理想晶體圖（國家航天局供圖）

2022年9月9日，國家航天局、國家原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合在京發(fā)布嫦娥五號(hào)最新科學(xué)成果。國家原子能機(jī)構(gòu)副主任董保同在發(fā)布活動(dòng)上宣布，中國科學(xué)家首次在月球上發(fā)現(xiàn)的新礦物被命名為“嫦娥石”，其英文名為Changesite-（Y）。這是我國在空間科學(xué)領(lǐng)域取得的一項(xiàng)重大科學(xué)成果，也是核與航天跨行業(yè)、跨專業(yè)合作的一次有力探索。

“嫦娥石”是一種磷酸鹽礦物，呈柱狀晶體，存在于月球玄武巖顆粒中。“嫦娥石”是我國發(fā)現(xiàn)的首個(gè)月球新礦物，也是人類發(fā)現(xiàn)的第六個(gè)月球新礦物。這次新發(fā)現(xiàn)使我國成為世界第三個(gè)發(fā)現(xiàn)月球新礦物的國家。

嫦娥七號(hào)將在月球背面找水，國際月球科研站將在2035年前建成，月球互聯(lián)網(wǎng)正在論證中……中國的月球與深空探測計(jì)劃在未來還有這些大動(dòng)作。

（大眾網(wǎng)·海報(bào)新聞 編輯 高娜 綜合新華社、中新網(wǎng)、科技日?qǐng)?bào)等）

關(guān)鍵詞： 南京大學(xué) 國家原子能機(jī)構(gòu) 國家航天局