北京理工大学接收的部分嫦娥五号带回的月球样品(4月24日摄)。新华社记者 赵旭 摄

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北京理工大学日前正式接收由国家航天局审批通过的500毫克月球样品,本次样品由嫦娥五号带回,将用于面向月球科研站建设的月壤材料特性分析与增材制造关键技术研究。

2020年12月17日,嫦娥五号携带1731克月球样品返回地球,对于样品的研究随即展开。2022年8月,国家航天局探月与航天工程中心在北京组织召开第五批月球科研样品借用申请评审会,经专业评审,北京理工大学的申请获得通过。

北京理工大学机械与车辆学院教授沈俊介绍,当前国际、国内均已布局月球科研站建设相关规划,其团队将聚焦月球科研站建设开展预先研究。“未来建设月球科研站,相当于要在月球上建房子。鉴于当前火箭运载能力和地月上行成本的限制,尽可能在月球上因地制宜、就地取材,月壤是可以利用的主要原料。”

图为嫦娥五号返回器(2020年12月17日摄)。新华社记者 彭源 摄

沈俊说,具体研究将分两步走。首先,研究分析月壤的基础物理特性,包括外观形貌、光学特性、电磁特性等;第二步,基于分析结果,重点开展月壤颗粒表面性能分析,获得提高月壤基原料及工艺稳定性的最优配制方案,也就是寻找与月壤混合后能够成型的其他最佳材料,并探索相应的3D打印最优技术方案,为建造以月壤为核心原料的月球科研站寻找理想路径。

“如果把月壤比作水泥,我们要先研究清楚水泥的特性,再找到适合与水泥混合的沙子、粘合剂等,最后确保还要有技术能把水泥沙子做成砖块。”沈俊说,这听起来很容易,但要真正获得可靠的月壤成型技术,需要解决原料相容性、浆料稳定性、工艺可靠性等挑战。

北京理工大学接收的部分嫦娥五号带回的月球样品(4月24日摄)。新华社记者 赵旭 摄

对于科研团队而言,每一粒月壤都极为珍贵。500毫克月球样品无法用于建造实验本身,科研团队利用地面已有物质模拟出月壤材料,再结合对真实月壤的分析数据,不断优化原料制备方式及建造工艺参数。

“北理工将充分利用这500毫克宝贵的月球样品,希望能为未来月球科研站建设任务提供理论依据和技术支撑。”中国工程院院士、北京理工大学党委书记张军说,学校将与有关单位共同就科学研究、人才培养、交流合作等方面开展合作,进一步弘扬探月精神,为人类开发利用月球资源、和平利用太空作出贡献。

据悉,经国家航天局批准,自2021年7月12日发放首批月球科研样品以来,已经向98个科研团队发放五批样品,共计发放198份65.1克,已有60多项成果在国内外重要学术期刊发表,包括揭示月球年轻火山成因之谜、发现高含量的太阳风成因水、发现新矿物等。