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嫦娥六號月壤“黏性”之謎揭開11月24日，《自然-天文學(xué)》在線發(fā)表了一項關(guān)于嫦娥六號月壤的最新研究成果。來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的科研人員，從顆粒力學(xué)的角度解析了嫦娥六號月壤更黏的科學(xué)機制，成功揭開了嫦娥六號月壤的“黏性”之謎。 2024年6月27日，嫦娥六號任務(wù)總設(shè)計師胡浩在國新辦嫦娥六號任務(wù)新聞發(fā)布會上提到，在月球背面采樣過程中，他們發(fā)現(xiàn)嫦娥六號著陸區(qū)月壤“似乎稍微黏稠一點，還有點結(jié)塊”，顯示出與月球正面的嫦娥五號月壤不同的物理特性。 “這一現(xiàn)象立刻引起了我們團隊的關(guān)注。我們通過固定漏斗實驗和滾筒實驗，精確測量了嫦娥六號月壤的休止角——這一衡量顆粒材料流動性好壞的指標�！闭撐牡谝蛔髡呒婀餐ㄓ嵶髡�、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員祁生文說，“實驗結(jié)果顯示，嫦娥六號月壤的休止角顯著大于月球正面樣品，其流動性更接近地球上的黏土，證實了此前嫦娥六號月背土壤更黏稠的直觀感受�！� “關(guān)鍵原因在于月壤顆粒本身的性質(zhì)。我們排除了磁力或膠結(jié)物的影響，確認嫦娥六號月壤休止角更高是三種微小的‘顆粒間作用力’協(xié)同作用的結(jié)果。它們是摩擦力、范德華力和靜電力。所謂范德華力，是一種讓物體分子在極其靠近時相互吸引的、微弱卻無處不在的吸引力�！逼钌恼f，當月壤顆粒細到一定程度時，范德華力和靜電力的作用就會顯著增強，從而使本來不黏的礦物顆粒表現(xiàn)出黏性特征。 通過對嫦娥六號月壤樣品進行高精度CT掃描，并與月球正面的月壤對比，科研人員發(fā)現(xiàn)了一個獨特現(xiàn)象：嫦娥六號月壤的顆粒是最細的，但形狀卻反而更不規(guī)則、更不圓潤。 “這一現(xiàn)象頗為反常�！逼钌慕忉專巴ǔｎw粒越細，形狀會越接近球形。而嫦娥六號的月壤又細又糙�！闭沁@種“又細又糙”的顆粒特性，提升了摩擦力、范德華力與靜電力的貢獻，產(chǎn)生更高的休止角，造就了其更高黏性特征。 “我們經(jīng)過一年多的深入研究，首次從顆粒力學(xué)角度，系統(tǒng)闡釋了月壤的獨特黏聚行為，揭開了嫦娥六號月壤的‘黏性’之謎�！逼钌恼f，“我們認為，這可能與樣品中含有大量容易破碎的長石礦物，以及月球背面經(jīng)歷了更強的太空風(fēng)化作用有關(guān)�！� “這項研究為未來月球探測任務(wù)提供了重要科學(xué)依據(jù)�！逼钌恼f，比如，月壤的流動性影響著陸器著陸時的穩(wěn)定性和可能引發(fā)的月塵飛揚情況。更黏的月壤意味著不同的力學(xué)響應(yīng)，這關(guān)乎著陸的安全性。 隨著我國深空探測步伐的不斷加快，這一研究成果將為月球基地建設(shè)、月面資源開發(fā)利用等提供關(guān)鍵理論基礎(chǔ)，助力我國在月球科學(xué)研究和資源利用領(lǐng)域取得新的突破。 編輯：金文婕 審核：王仕偉 版權(quán)聲明：如有侵權(quán) 請聯(lián)系刪除 |