月尘“寻宝”背后的科技接力

2025-08-27 | 来源:融媒体中心 | [ 产业] | 热度[ 0]


2020年12月17日凌晨,内蒙古四子王旗的雪原上,一道火光划破夜空。嫦娥五号返回器携带着1731克月球样品成功着陆,标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成。鲜为人知的是,这些珍贵月尘的背后,是一场历时十余年、跨越38万公里的科技接力。这场“寻宝”任务始于2011年1月,中国国务院正式批复探月工程三期立项。当时全球仅有前苏联通过无人探测器成功实现月面采样返回,且采样点都位于月球正面。中国科学家

2020年12月17日凌晨,内蒙古四子王旗的雪原上,一道火光划破夜空。嫦娥五号返回器携带着1731克月球样品成功着陆,标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成。鲜为人知的是,这些珍贵月尘的背后,是一场历时十余年、跨越38万公里的科技接力。

这场“寻宝”任务始于2011年1月,中国国务院正式批复探月工程三期立项。当时全球仅有前苏联通过无人探测器成功实现月面采样返回,且采样点都位于月球正面。中国科学家决定挑战更高难度——在月球正面风暴洋西北处的吕姆克山区域采样,这里蕴含着约13亿至20亿年前的年轻玄武岩,对研究月球晚期地质活动具有重要价值。

探测器系统总设计师孙泽洲形容这项任务犹如“远程遥控开盲盒”。嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成,重达8.2吨,是我国研制的最为复杂的航天器系统。其中采样封装系统就要在无人条件下完成钻取和表取两种采样方式,还要确保样品在返回过程中保持原始状态。

2020年11月24日长征五号火箭成功发射后,真正的挑战才刚刚开始。12月1日着陆月面后,科研团队发现月壤比预期更坚硬。钻取机构在钻进过程中遇到较大阻力,原计划2米深的钻孔最终只完成1.7米。关键时刻,北京航天飞行控制中心的工程师连夜改写指令代码,通过调整钻头转速和进给速度的组合,最终在有限的月面工作时间窗口内完成了采样任务。

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让航天科技集团五院研究员饶伟印象深刻的是样品封装环节:“月球样品要求极高洁净度,我们研制了多层密封装置,确保样品从月球到实验室全程与地球环境隔离。”这套密封系统采用惰性气体保护,连封装过程的挤压动作都要模拟月球重力环境反复测试。

样品返回地球后,新一轮科技接力在中国科学院国家天文台展开。实验室达到ISO-6级洁净标准,温度控制在20±2℃,湿度低于30%。科研人员穿着特制防护服,通过操作手套箱处理样品,避免人体呼吸对样品造成污染。令科研团队惊喜的是,在显微镜下发现月壤中含有多种矿物组合,包括罕见的钛铁矿和橄榄石,这些都可能成为未来月球科研站建设的重要资源。

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更令人振奋的是,2023年5月,中国科学院发布了对嫦娥五号月壤的最新研究成果。通过对样品中氦-3含量的精确测定,科学家发现月球风暴洋区域的氦-3浓度比阿波罗样品高出3倍以上。核聚变专家王乃彦院士表示:“这些数据为未来月球能源开发提供了重要依据,1吨氦-3产生的能量相当于1500万吨石油。”

这些月尘样品已催生出一系列创新成果:中国科学家首次在月壤中发现新矿物“嫦娥石”,开发出模拟月壤制备技术,甚至利用月壤成功种植出第一株植物嫩芽。这些突破让国际同行刮目相看,NASA行星科学部主任劳里·格雷兹表示:“中国月壤研究正在改写月球演化教科书。”

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随着嫦娥六号、七号任务稳步推进,这场科技接力仍在继续。中国航天科技集团吴伟仁院士透露,2030年前后我国将实施载人登月,未来还计划建立国际月球科研站。从0.2克阿波罗月壤赠样到自主取回1731克样品,中国航天人用二十年时间完成了从“借土”到“采土”的历史跨越。

凝视着实验室中那些闪烁着银色光芒的月尘,中科院地质地球所研究员李献华感叹道:“每一粒月尘都凝聚着无数科技工作者的智慧与汗水,它们不仅是月球送给地球的礼物,更是中国航天自主创新能力的见证。”这场跨越天地科技接力,正在为人类认识宇宙打开新的窗口。


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