珍稀的月球“泥土”：探索月壤的不凡价值
珍稀的月球“泥土”：探索月壤的不凡价值
嫦娥六号成功返回，带回了珍贵的月球背面土壤样本，这是人类首次实现月背采样返回。每一粒月壤都蕴含着月球深处的秘密与宝藏。为什么世界航天大国都以获取月球土壤为目标？这些灰色土壤究竟有何价值？
1克月壤的来历
上世纪60-70年代，美国和苏联将争霸目标锁定在距地球38万千米之外的月球。美国通过阿波罗计划带回了382千克月壤和月岩，其中阿波罗17号任务一次就带回110.5千克。苏联则通过机器人精确取样，共带回301克月壤。
1978年，美国向中国赠送了1克阿波罗17号带回的月岩。这1克月壤被分成两部分，其中0.5克用于科普被北京天文馆收藏，另外0.5克用于科学研究，开启了中国的月壤研究。
月壤的起源
月球表面的环形坑地貌主要由陨石撞击形成。根据研究，月球表面月壤平均厚度为4到5米。月壤的形成主要有两种假说：
- 松散粘性土假说：月球表面月壤结构松散，在上层月壤重力和陨石频繁撞击的影响下，越往深处月壤越密实。
- 大块矿物构成月壤：月貌是由于陨石撞击而形成的。在陨石撞击过程中形成了大量的碎屑物质层，这种物质层在撞击坑坑唇附近的厚度为10米－100米，在撞击坑之间区域的厚度达到1m。
月球表面没有风化和流水侵蚀作用，宇宙高能辐射及太阳风粒子的不断撞击、巨大的月球昼夜温差等因素加速了月球表面岩石的碎化。经过亿万年演化，月球表面覆盖了厚厚的尘埃，从而形成了月壤。
与地球上富含微生物和水分的土壤不同，月壤干燥而成粉末状。月壤的化学组成主要是硅、镁、铝、钙、铁、锰、镍等14种元素的氧化物。月壤的密度约每立方厘米1.5克，月壤中的矿物碎屑主要为橄榄石、斜长石、辉石、钛铁矿、尖晶石、玄武岩、斜长岩、橄榄岩、苏长岩、角砾岩碎屑、熔融岩、微角砾岩、撞击玻璃、火成碎屑玻璃等。
月尘对探索月球的影响
月尘是月壤的主要成分，一般直径约10微米。月尘会对宇航员及深空探测设备的供电及机械构件造成长期不可逆转的影响：
- 宇航员所穿戴的宇航服关节部位可能出现活动困难
- 月球车动力及机械臂连接部会因大量带静电月尘的附着而失灵
- 绕月飞行的轨道探测器太阳能电池帆板因长期与大量月球尘埃碰撞摩擦而使其功率受到较大影响
由于月尘在月球表面的广泛而多层分布的特性，科研人员得以利用这类特性来构建诸如月球静电场分布、月球局部磁场特性、月球大气密度及分布等“隐形”月球物理场模型。
建造月球基地
月壤在月球基地建设中具有重要价值。科研人员与工程师正研究如何通过3D打印技术将月壤变成有人值守月球基地的建筑部件，从而摆脱从地球向月球运送建筑材料的繁重而又昂贵的劳动。
月壤不仅能为基地提供遮阳挡雨的功能，还可以提供清洁能源和水源。月壤中富含氦3等可利用的未来能源。虽然目前人类尚未完全掌握提取或高效利用这些资源的技术，但月壤的研究前景广阔。