近日，中国探月工程嫦娥六号任务圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回，带回全人类的第一抔月背样品。

作为多次参与国家太空探索计划的香港高校，香港理工大学（以下简称“港理大”）的科研团队研制“表取采样执行装置”，也得到嫦娥六号任务总设计师胡浩高度评价“样品每次都采得比预想要多”。港理大最近通过国家航天局审批，成功获得由嫦娥五号采集的月球土壤样品，也正计划申请嫦娥六号采集的月背土壤样品。

表取采样执行装置

从月球正面到月球背面，土壤为什么越宝贵？月背样品的研究为何有助于完整了解月球的历史？嫦娥六号在月背采样时，为什么比嫦娥五号少4铲，却采得更多？月壤带回地球后为何不能马上分？要如何分？

港理大的科研团队向南方+、GDToday的记者解答了一系列问题。

为什么是港理大的“香港制造”？

在7月3日的新闻发布会上，港理大宣布该校获通过国家航天局审批，成功获得由嫦娥五号采集的月球土壤样品。这也是继香港大学之后，香港的第二所高校获批月球土壤样品进行科学研究。

为什么港理大能申请到珍贵的月壤样品？港理大校长滕锦光认为这是国家对学校的重视和信任。

事实上自2010年起，港理大就已开始参与国家太空探索计划，与中国空间技术研究院的专家携手研制太空仪器，先后协助嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号探月任务和天问一号火星探测任务取得成功。

在这次的嫦娥六号任务中，由港理大工业及系统工程学系副系主任、深空探测研究中心主任容启亮带领的科研团队研制的“表取采样执行装置”，配备了封装系统以全自动多点方式采样，为国家完成史上首次在月球背面表上采样。

“国家在安排高校科研团队参与航天任务的时候，主要看重两个方面，一个是对其能力的信任程度，一个是过去的成绩。”滕锦光说，这次科研团队能申请到嫦娥五号的月壤进行研究，感到既荣幸又开心，他们会好好珍惜国家送赠的这份珍贵礼物。

为了妥善保管嫦娥五号的月壤样品，港理大也投入了大量的资源，在前不久刚刚建立了深空探测研究中心的太空资源实验室。实验室不仅拥有1000级别的洁净室，更有的一体式多功能原位分析设备，属于目前世界上非常顶尖的地外样品分析设备。这套分析设备拥有9支不同的分析仪器，比如电子扫描显微镜、离子枪、x光、质谱仪、能谱仪等，能在一次制样后，便对同个样品进行12种不同的分析。

滕锦光表示，太空资源实验室也能研究将来火星、小行星等采样返回的样品。港理大团队也正计划申请嫦娥六号的月壤样品进行研究。

太空资源实验室

为什么带回的月壤是1935.3克？

此次嫦娥六号选择着陆在月球背面南极-艾特肯盆地东北部阿波罗撞击坑边缘，带回了人类第一抔月背样品。

由于月球背面屏蔽了地球的磁场，这里的月壤在电磁性质上与月球正面不同。早前已有专家指出，这些独特的月壤对研究月球的地质演化史、南极-艾肯盆地、月球背面磁场等有着不可替代的价值。

“我们在观察嫦娥六号采样的时候，就发现月球背面的月壤比正面的要更加蓬松。”港理大土地测量及地理资讯学系副系主任、深空探测研究中心副主任吴波认为，通过对两者的区别进行研究，可探寻月球的正面和背面二分性的原因。

嫦娥五号月壤样品

嫦娥六号带回月背样品是1935.3克，在之前预计的2000克目标以内。既然月球背面的月壤被称为最有价值、最有吸引力的稀有样品，为什么不一次性带多一些？

容启亮解释这其实与嫦娥六号返回器的载重有关。嫦娥六号实际上是嫦娥五号的备份星，使用的大部分设备都是一样的，包括挖掘设备和月壤容器。“嫦娥六号留给样品的载重只有2000克，带多可能就飞不回来了。”容启亮笑着说。

也正因容量有限，无论嫦娥五号还是嫦娥六号，对月壤样品的采集都要无比精准。

此次探月工程任务中，港理大团队也对嫦娥六号装置进行多项改进，包括采用了智能快速的创新采样技术，大幅提高采样工作效率。加上月球背面跟正面的月壤结构有所区别，容启亮也发现嫦娥六号每铲的采集量有明显的增加。

“当时我们盯着采样过程，也计算了一下，然后就赶紧提醒‘挖到第8铲就可以停了’。”容启亮说，嫦娥六号这8铲采集的月壤量，比嫦娥五号12铲还多，最后挖出了一个“中”字形，也是一个奇妙的巧合。

月壤怎么分？什么时候分？

嫦娥六号带回来这么珍贵的样品，到达地球后要怎么分？什么时候分？

珍贵的月壤和岩石样本在安全抵达地面的月球样品实验室后，将由地面应用系统的科研团队负责进行妥善的存储与细致的处理，且需要经过一段时间才能揭开“真颜”。

月壤储存及分析系统

容启亮向记者解释，嫦娥六号带回的月壤样品如果贸然开罐，真空环境就会被破坏，“产生冲击力非常大，不是开玩笑”。

所以，解封这样的封装设备需要进行一系列的实验和专业的设备。“要慢慢地注入氮气，再一层层开封，我们设计的样本罐只是第一层。”容启亮预计，“这个过程可能会长达一个月左右。”

月壤怎么分，则需要依照探月与航天工程中心制定的《月球样品管理办法》。

容启亮表示，月壤样品“开罐”后会先经过分析，根据不同的特性分类成一樽樽，然后再公开供科研团队、人员申请。“不同的研究方向，要申请月壤样品也会有区别，不是随便拿一瓶回来就可以的。”容启亮说。

而申请月壤样品研究的审核也非常严格。国家航天局会组织一批院士对申请进行评审，除了要审核科研团队的研究方法、科学价值外，也会对管理环境有要求，以保证月壤能完整归还。

一般而言，月壤样品需在一年内归还国家。但吴波也解释，样品的归还并不代表着研究的结束。研究团队会在这一年的时间里，对月壤样品进行充分的分析，利用这些数据持续进行研究。

吴波说，目前只有中国从月背采集回来月壤，港理大团队也计划申请嫦娥六号的月壤样品进行研究，希望通过分析两种月壤成分的矿物、结构等区别，从而更深入了解月球的形成演化历史。

“所以理想情况是未来有一段时间，港理大可以同时保存月球正面和背面的月壤样品，进行对比研究。”但吴波也表示，即使拿到两种月壤存在时间差，科研团队也能通过前者积累的研究数据，跟后者进行比对。

我国计划2025年前后发射天问二号，开展小行星探测任务；2030年前后发射天问三号和天问四号，分别开展火星采样返回任务和木星系探测任务。对此，吴波表示团队未来也会积极申请这些样本，利用港理大的尖端设备进行研究。

【文字】南方+记者  陈彧  GDToday记者  陈晨

【摄影】GDToday记者  许晓鑫  陈晨