碎屑刚登场国博 你与教学科研的英哩刚好分析仪器

时事热点2月22日，由嫦娥五号带回地球的珍贵月壤样品运抵国博，将在3月面向公众展出。这将是我们第一次近距离接触来自月球的“土特产”。
 　　在航天史上，人类的飞行器已经多次登上月球，并带回月壤样本。特别是美国的“阿波罗”计划，从阿波罗11号开始，先后登月的12名宇航员在月球表面共采集了约381.7千克的月壤和月岩样品。我国仅在上世纪70年代获赠1克作为国礼。2020年12月嫦娥五号成功返回之后，我国终于拥有了自己的月壤样品，并且多达1731克。这也是1976年登月采样计划沉寂后，人类从月球带回的最新样品。
 　　对月壤样品的研究具有重要的意义。人类可以从月壤样品中了解月壳的形成与演化并对比研究地球早期演化过程。月球的能源与矿产资源丰富，通过研究月壤，人类可以测定月球上钛铁矿、氦-3、氢等重要资源的含量，并开展氦-3提取、钛铁矿成矿机理等相关研究，为开发利用月球资源提供理论依据。同时月壤覆盖在月球表面，其物理力学特性参数会影响着陆器的着陆。研究月壤的颗粒组成、密度、孔隙度、承载力等特性可以对着陆器进行针对性改进，减少登月时的着陆冲击并增加稳定性，为后续的登月活动甚至建立月球基地做出准备。
 　　嫦娥五号带回的月壤样品与之前相比更为珍贵，不仅是因为它是最新的样品——更先进的储存、运输技术能够保证新的样品受到地球环境的影响和污染更小，还因为嫦娥五号采集的样品更为“年轻”，形成时间在20亿年以内，并且采样地点在一个名为吕姆克的火山附近，可以为研究者提供更多月球火山活动的信息，验证各种关于月球的基本假设。
 　　1731克虽然看起来很少，但是对于现代的尖端分析仪器来说已经足够多。因此除了收藏与科研之外，我们还有剩余的月壤可以用于面向大众展览，这大概是普通人距离月球最近的一次，与科研人员的距离只差实验室中先进的分析仪器。
 　　由于月壤样品获取困难，分析月壤首先考虑的是无损分析方法，例如利用显微镜观察月壤颗粒的表面形态特征，利用光谱分析仪器、X射线分析仪器等对月壤中的矿物和化学组成进行定性和定量分析。此外还需要进行一些有损的化学成分分析，此时需要考虑尽量以更少的样品用量获得更多的有用信息。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术、显微激光拉曼光谱、纳米离子探针技术等微量分析技术就是很好的选择。
 　　在嫦娥五号之前，我国用于研究的月壤样品只有0.5克，大部分的研究通过模拟月壤进行。模拟月壤虽然跟月球土壤颗粒的形状、大小、成分等相似，但终归是在地球形成的，相似度有限。新的月壤将为我国的研究提供大量珍贵的样品。除了一些资源利用实验需要消耗大量样品，仍然需要用模拟月壤代替，我国已经有足够的底气推进对月球的研究。
 　　即将在国家博物馆展出的月壤是我国探月工程“绕、落、回”三步走圆满收官的标志，同时也将为后续的“探、登、驻”计划做出巨大的贡献。我们有机会亲眼见到来自月球的土壤，也将见证我国开启登月的新时代。