嫦娥六号月壤黏性成因研究取得突破
中国科学院地质与地球物理研究所近日发布研究成果，该所祁生文研究员团队基于嫦娥六号带回的月壤样本，揭示了月球背面月壤黏性增强的物理机制。研究成果已发表于国际知名期刊《自然·天文》。
2024年6月27日，在嫦娥六号任务新闻发布会上，任务总设计师胡浩指出，在月球背面采样过程中，发现该区域月壤“略显黏稠，存在结块现象”，表现出与嫦娥五号采集的月球正面样品不同的物理特性。针对这一现象，祁生文团队在过去一年多时间内开展了系统性研究。
研究人员通过漏斗实验与滚筒实验，测定了嫦娥六号月壤的休止角，这是衡量颗粒物料流动特性的重要参数。实验数据表明，嫦娥六号月壤的休止角明显高于月球正面样品，其流动行为更接近于地球上的黏性土壤，进一步验证了胡浩总设计师的观察。
进一步的成分分析显示，该月壤中磁性矿物含量极少，且不含黏土矿物，排除了磁力与胶结作用的可能。研究团队确认，休止角的增加主要由三种颗粒间作用力协同主导：摩擦力、范德华力以及静电力。其中，摩擦力的强度与颗粒表面粗糙度密切相关，而范德华力与静电力则在颗粒尺寸减小时明显增强。
为更深入研究颗粒特性，科研人员对嫦娥六号返回样品进行了1微米精度的CT扫描。通过对超过29万个颗粒进行尺寸与形态分析，并与嫦娥五号及阿波罗任务采集的月壤样本进行对比，发现嫦娥六号月壤颗粒更细、形态更复杂，整体球度显著偏低。
祁生文研究员指出，这种“细而粗糙”的颗粒特征在常规情况下较为少见，通常细颗粒的形态更趋近球形。研究认为，这一现象可能与月壤中高比例的易破碎长石矿物（约32.6%）以及月球背面更强烈的太空风化作用有关。这些特征增强了颗粒间摩擦力、范德华力与静电力的综合效应，从而导致更高的休止角和更明显的黏性。
此次研究首次从颗粒力学角度系统解析了月壤的黏聚行为，成功揭开了嫦娥六号月壤“黏性”之谜。研究成果不仅丰富了对月面环境的认知，也为未来月球探测任务提供了理论支撑。随着我国深空探测的持续推进，这些成果将在月面基地建设、资源开发等领域发挥关键作用，推动我国在月球科学与资源利用方面实现新的进展。