嫦娥六号月壤黏性特征的科学解析
近日，中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队取得关键突破，基于嫦娥六号采集的月壤样本，系统揭示了月球背面月壤表现出显著黏性的物理机制。相关成果发表于国际权威学术期刊《自然·天文》。
在2024年6月27日的嫦娥六号任务发布会上，任务总设计师胡浩曾指出，在月球背面采样过程中，探测器观察到着陆区月壤“略显黏稠，并有结块现象”，与此前嫦娥五号在月球正面采集的样品存在物理性质差异。对此，祁生文研究员团队历时一年多，开展系统研究，深入解析其背后的科学原理。
科研人员通过固定漏斗实验与滚筒实验，测量嫦娥六号月壤的休止角。作为评估颗粒材料流动性的核心参数，该指标的测试结果表明，嫦娥六号月壤的休止角明显大于月球正面样品，其流动行为更接近地球上的黏性土壤。这一发现印证了胡浩总设计师的现场观察。
通过对月壤的精细成分分析，研究团队确认样品中仅含有微量磁性矿物，且不含黏土矿物，从而排除了磁性力与胶结作用的影响。在此基础上，研究指出：月壤的高休止角主要由三种粒间力协同作用决定，包括颗粒间的摩擦力、范德华力和静电力。其中，摩擦力与颗粒表面的粗糙程度密切相关，而范德华力与静电力则随颗粒粒径的减小而增强。
为深入理解颗粒特性，研究团队采用分辨率高达1微米的CT扫描技术，对超过29万个颗粒的尺寸与形态进行了精准测量，并与嫦娥五号及阿波罗任务带回的月壤样本进行对比分析。结果显示，嫦娥六号月壤颗粒整体更细，形态更为复杂，球度显著较低。
这一现象在传统认知中较为罕见，通常细颗粒更接近球形。研究人员认为，嫦娥六号月壤的颗粒虽细，却形态复杂，可能与其样品中富含约32.6%的易碎长石矿物有关，以及月球背面经历更为强烈的太空风化过程。这种“又细又粗糙”的颗粒结构，增强了摩擦力、范德华力和静电力的共同作用，进而导致更高的休止角和黏性表现。
该研究首次从颗粒力学角度系统揭示了月壤的黏聚行为机制，破解了嫦娥六号月壤“黏性”之谜，为后续月球探测任务提供科学支撑。随着中国深空探测计划的持续推进，这些成果将为月球基地建设、月面资源开发等应用提供理论依据，助力中国在月球科学研究和资源利用领域实现更多突破。