中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的科研團(tuán)隊(duì)近日取得一項(xiàng)重要突破，通過(guò)分析嫦娥六號(hào)帶回的月壤樣本，首次從顆粒力學(xué)角度系統(tǒng)闡釋了月球背面月壤呈現(xiàn)高黏性特征的物理機(jī)制。相關(guān)成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·天文》，為人類(lèi)認(rèn)知月球物質(zhì)特性提供了全新視角。

研究團(tuán)隊(duì)采用固定漏斗實(shí)驗(yàn)與滾筒實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，對(duì)月壤樣本的休止角進(jìn)行精確測(cè)量。這一指標(biāo)作為反映顆粒材料流動(dòng)性的關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示嫦娥六號(hào)月壤的休止角明顯高于月球正面樣本，其流動(dòng)特性更接近地球上的黏性土體。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知中"顆粒越細(xì)流動(dòng)性越強(qiáng)"的規(guī)律。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人祁生文研究員指出，嫦娥六號(hào)月壤雖然顆粒細(xì)小，但形態(tài)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜。通過(guò)顯微觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，樣本中富含易破碎的長(zhǎng)石礦物（占比達(dá)32.6%），加之月球背面長(zhǎng)期遭受更強(qiáng)烈的太空風(fēng)化作用，導(dǎo)致月壤顆粒呈現(xiàn)"細(xì)而粗糙"的獨(dú)特特征。這種微觀結(jié)構(gòu)顯著增強(qiáng)了顆粒間的摩擦力、范德華力及靜電力作用。

科研人員通過(guò)建立顆粒力學(xué)模型，定量分析了不同作用力對(duì)月壤黏性的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，正是這種特殊的顆粒特性使嫦娥六號(hào)月壤產(chǎn)生更高的休止角，進(jìn)而表現(xiàn)出顯著的黏聚行為。該發(fā)現(xiàn)不僅解開(kāi)了困擾學(xué)界多年的月壤黏性謎題，更為月球基地建設(shè)、資源開(kāi)發(fā)等工程實(shí)踐提供了關(guān)鍵理論支撐。

隨著深空探測(cè)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)已啟動(dòng)多項(xiàng)月球科研工程。這項(xiàng)突破性成果將直接應(yīng)用于月面原位資源利用、月球建筑材料研發(fā)等領(lǐng)域，有助于降低探測(cè)任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，提升資源開(kāi)發(fā)效率。研究團(tuán)隊(duì)表示，后續(xù)將結(jié)合更多月球樣本開(kāi)展對(duì)比研究，進(jìn)一步完善月球物質(zhì)演化模型。