月球带回的土壤能种菜吗?

2月22日,嫦娥五号带回的月壤首次公开亮相。

2月22日,嫦娥五号带回的月壤首次公开亮相。(新华社发)

嫦娥五号从月球上带回的“特产”有何特别?中国地质大学(武汉)行星科学研究所教授肖龙深度参与“嫦娥五号”着陆、采样地点的研究及钻探取样工作。近日,肖龙接受南方日报记者采访,与我们谈谈月壤那些事儿。

中国地质大学(武汉)行星科学研究所教授肖龙。

种菜梦究竟能否在月球上实现?

2020年12月17日,从月球上挖出“土特产”的嫦娥五号顺利回家,实现首次地外天体采样返回。

2021年1月18日,由国家航天局制定的《月球样品管理办法》对外发布,指出月球样品原则上分为永久存储、备份永久存储、研究和公益四种基础用途。

月壤与土壤究竟有何不同?月球的土壤究竟能不能种菜?肖龙解释道,地球上的土壤由固、液、气组成,包括矿物、有机物、微生物、水、氧气与氮气等,月壤中则没有水,只有岩石和矿物的碎片。

肖龙团队制作的模拟月壤样品。

“土壤供植物生长,最主要的并不是土壤中的矿物岩石,而是其中的腐殖质、有机质、微生物、水和空气等植物生长所需的要素。”肖龙介绍道,如果将月球土壤带回地球,添加水和所需元素,便可以种菜。

但在月球表面种菜几乎是不可能的,由于月球表面没有水,又缺少大气层,同时成壤过程由空间风化所致,缺少生物作用。肖龙提出实现月球种菜梦的解决办法,“可以建立类似温室大棚的舱室,从地球上带去水,或从极区取水(冰)还要考虑到昼夜温差的环境因素。”

2020年另一个备受关注的则是火星探测,很多人记得电影《火星救援》中,出现在火星表面种植土豆的故事情节。肖龙认为这并非仅是科幻,是可能实现的。“火星有大气,也有水,具备一些种菜的必要条件。”肖龙说道,“仅从土壤及大气环境来看,建温室大棚来种菜,在火星甚至会相对容易一些。”

钻探过程中最大的困难是未知性

“月球无人钻探的难度较大,钻探专家较为全面地作出考量和预案。”肖龙分析道,“由于月面没有水,无法对钻头进行冷却,因此要考虑到干钻时速度快、温度高,极可能出现烧钻而导致的钻探失败。此外还需考虑到土壤密度等多方面因素。”

肖龙举例说道,“阿波罗着陆点的月壤形成时间远远早于嫦娥五号采样点,月壤的粒度更细和比较均匀。而嫦娥五号采样点的土壤形成时间可能不到阿波罗采样点的一半,月壤中含有很多大颗粒(大于1cm),这些岩石颗粒极容易导致卡钻,无法钻进,同时还会影响取芯软袋的提拉。”

带回月壤容器的返回器实物。(时间:2020.12.19日 地点:国防科工局)

从实验教学,到真正参与到嫦娥工程,肖龙说道,“工程中的每一步都环环相扣,每一处在实际钻探中可能遇到的难题,都需要提前做出多份处理方案。而正是这些未知的难题,才让工程不断向前推进。”

月球的科学研究离不开样本,1978年我国科学家第一次接触月球样品,依据美国赠送由阿波罗探月任务取回的1g月壤开启研究。如今,嫦娥五号从月球带回约1731克月球样品,将对科学研究带来进一步发展,也有望解开月球的多个谜团。

肖龙与带回月壤容器的返回器实物合影。(时间:2020.12.19日 地点:国防科工局)

网络编辑:解树

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