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月尘大概是宇宙里最难缠的灰尘。它不像地球上的沙土,经过风和水亿万年的打磨,颗颗圆

月尘大概是宇宙里最难缠的灰尘。

它不像地球上的沙土,经过风和水亿万年的打磨,颗颗圆润。月球没有大气层,没有流水,那些被陨石砸碎的岩石碎屑,每一粒都带着锯齿般的尖锐棱角。这些棱角会像砂纸一样磨损设备的密封件和关节,钻进宇航服的每一道缝隙。更要命的是,月尘带有强烈的静电,一旦沾上就极难清除。阿波罗时代的宇航员深受其苦,哈里森·施密特在月面工作后出现了类似花粉症的过敏反应,后来被称为"月尘热"。

所以,当工程师们规划未来的月球基地时,月尘一直是排在前列的头疼问题。

但北京航空航天大学的一个研究团队最近盯着手中的月尘样品,得出了一个有点出人意料的结论:这玩意儿,盖房子可能特别好使。

他们手里的样品来自嫦娥六号。2024年,嫦娥六号完成了人类历史上第一次月球背面采样返回,带回了约1935.3克月壤。采样地点在南极-艾特肯盆地。它直径约2500公里,深度超过8公里,大约42亿年前由一次超级猛烈的撞击形成,是整个太阳系已知最大、最深、也最古老的撞击坑。正因为这次撞击实在太猛,把月壳深处甚至月幔的物质都翻了上来,所以这里的月壤成分跟月球正面有很大不同。之前阿波罗任务和嫦娥五号带回的样品全都来自月球正面,月背的土到底是什么“脾气”,一直没人摸过底。

问题来了:研究团队分到的样品总共就这么点,做力学测试又往往是破坏性的——你得把土压碎、剪断才能知道它有多结实。舍不得。

研究团队用了一个巧妙的办法。他们先用高分辨率X射线显微CT给样品做了一次“全身扫描”,一粒都不损坏,就拿到了内部的三维结构。然后借助一种叫卷积神经网络的人工智能技术,从扫描数据里把将近35万颗单独的月壤颗粒一颗颗“抠”了出来,精确还原了每颗颗粒的形状、大小和排列方式。

接下来是关键一步:离散元法模拟。简单说,就是在计算机里造一份月壤的“数字替身”,让这几十万颗虚拟颗粒按照真实物理规律互相挤压、摩擦、碰撞。这样不用毁掉一粒真实样品,就能算出这些月壤在重压下会怎样表现。

结果让人眼前一亮。

月背月壤的强度达到了阿波罗时代所有测量值的上限。换句话说,在人类迄今检测过的所有月壤里,月背这片土可能是最结实的。

原因藏在两个地方。第一是颗粒形状。跟正面样品相比,月背样品里粗大颗粒更少,但颗粒的“球形度”明显更低,也就是形状更不规则,棱角更多、更锋利。这些不规则的棱角让颗粒之间像拼图一样紧密咬合,产生了很高的内摩擦力,彼此锁死,不容易滑动。那些让机器磨损、让宇航员过敏的锯齿边缘,在承重这件事上反而成了结构优势。

第二个原因更有意思。样品里大约30%的成分是一种叫“玻璃质胶结物”的东西。几十亿年来,无数微小的陨石以每秒几十公里的速度砸向月面,撞击瞬间产生的高温把矿物颗粒熔化,再迅速冷却凝固,就形成了这种天然的玻璃质“胶水”,把周围的碎屑牢牢粘在一起。效果跟水泥非常像。月球自己花了42亿年,用陨石当锤子,默默浇筑了一层又一层的天然混凝土。

无论是规划中的国际月球科研站,还是更遥远的太空定居点,搞清楚脚下的土地能承载多重建筑,都是开工建设的前提。碍于地月通信的中继难题,我们在月球背面大兴土木的那一天还未真正到来。目前可以确定的是,在这片古老撞击坑的深处,有着极其结实的地面在等待人类造访。

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图为嫦娥六号工作照,图源:CNSA

信源:Andy Tomaswick 发在 UniverseToday 的报道 / Hao Wang et al, Particle Morphology Controls the Bulk Mechanical Behavior of Far-Side Lunar Regolith from Chang'e-6 Samples and Deep Learning, Research (2026). DOI: 10.34133/research.1064