新进展！武大利用月球样品做了啥?

北斗指路，嫦娥探月

祝融巡视，天问求索

中国航天探索星辰大海

珞珈学者与时代同频共振

近日

武大土木建筑工程学院副研究员聂家岩

在美国地球物理学会旗舰期刊

发表研究长文

在嫦娥五号月球样品

工程物性研究领域取得进展

跟随珞珞珈珈一起速览科研成果！

2024年6月

聂家岩向美国地球物理学会（AGU）旗舰期刊投稿

对比分析月球和小行星表面物质工程物性差异

AGU是全球地球物理学最具影响力的学术科研组织

其期刊具有很高的声誉和认可度

同行评审流程极其严格

稿件需要经过领域内权威专家的多轮评审

确保发表的研究成果

具有原创性、高质量、科学严谨性和重大意义

论文从初次投稿到最后发表用时一年多

投稿审稿时间漫长

聂家岩吸取审稿人的意见

历经三轮修改

论文于2025年5月13日成功通过审稿

2025年5月31日

美国地球物理学会旗舰期刊

《Journal of Geophysical Research: Planets》

在线发表了聂家岩的研究长文

武汉大学土木建筑工程学院教授吴志军

清华大学副教授崔一飞

为论文共同通讯作者

武大土木建筑工程学院博士研究生汪斯乔

香港科技大学研究助理教授何健

清华大学助理研究员王国栋

中国科学院地球化学研究所

研究员曾小家参与研究

团队首次基于网格纳米压痕技术

实现了嫦娥五号角砾岩岩屑力学非均质性的定量分析

评估了月岩的有效弹性模量（38~56 GPa）

并结合贝叶斯和有效介质理论科学

为未来月面相关作业提供关键工程数据参考

同时对比分析了月球

以及小行星表面物质（陨石和样品）

的弹塑性力学指标

发现月球样品和月球陨石的材料韧性更优

相关研究得到国家自然科学基金

湖北省自然科学基金

中国科协青年人才托举工程项目

武汉市知识创新专项项目等共同资助

以及中国国家航天局提供的嫦娥五号月球样品支持

聂家岩对月壤的研究始于2021年

彼时的他是清华大学的博士后

他在博士生阶段主要研究地表砂土

在清华团队转型研究月壤

2023年入职母校武汉大学之后

加入了土木建筑工程学院吴志军教授团队

团队致力于岩石力学与工程前沿研究

于是他开始开展月岩相关研究

目前团队的月球样品研究小组

还包括博士研究生汪斯乔

以及多位本科生

聂家岩作为样品使用责任人

与清华大学崔一飞副教授团队

香港科技大学、中国科学院等

相关科研机构紧密合作

共同开展前沿科学研究

在研究过程中

团队重视跨学科交叉研究

注重对外合作学习

吸取不同学科的研究成果

2020年12月17日

嫦娥五号返回器成功着陆

完成我国首次地外天体采样返回任务并带回了人类历史上最年轻的月壤使得人类时隔44年再次获得月球样品

我国学者对月球样品的大规模研究正式起步

在此之前

只有美国和苏联成功采集到月球样品

尽管中国学者曾做过出色的相关研究

但遗憾的是可用于研究的月球样品极其有限

主要还是通过月球陨石

和月壤模拟物开展研究

嫦娥五号月球样品的返回

无疑为中国学者提供了宝贵机遇

中国共取得约2千克的嫦娥五号月球样品

其中一部分用于科学研究

一部分将用于公益展览或永久储存

如果想要申请样品用于科研

必须通过层层把关

申请时要明确科学问题

样品用量要合理

使用和保存要确保安全

答辩过程十分严格

成立月球样品专家委员会

需要获得2/3以上专家投票通过

才能成功获取月球样品

作为月球样品使用责任人

聂家岩曾经历多次答辩

在武大工作期间先后申请两次

第一次并未通过

第二次吸取了经验教训

在前期做了充足的准备

反复推敲科学问题

聚焦月球和小行星风化层工程物性差异

邀请地球物理和地球化学领域专家进行预演

最终成功申请了4份嫦娥五号月球样品

包括2份玄武岩和2份角砾岩岩屑

这也是武大获得的首份月球样品

对武大相关领域研究意义非凡

武汉大学研究取得突破

一方面为未来探月任务月表相关作业

如月面钻进、基地建造等

提供关键岩土力学数据支持

有助于设计适应月面环境的工程结构

另一方面也对太空采矿有指导意义

团队发现月表物质的塑性更优延展性更好而小行星表面物质脆性更强更容易破碎可能更有利于采矿作业

谈及下一步科研计划

聂家岩希望借助

武大遥感、信息、计算机、土木等

多学科融合优势

以深入研究月球样品工程物性为抓手

推动地外建造与资源开发利用研究

更好服务国家深空探测战略

当前我国在月球和行星探测领域发展迅速

目光投向更远的星辰大海

未来会有更多地外样品返回

如天问二号将从小行星取样返回

还有火星采样等

都将陆续助力科研工作

让中国学者取得新突破

在世界学术舞台上发出更多中国声音

武汉大学以星火引路

“嫦娥”带回月壤样本托举梦想

当青年学者的笔尖写下论文结语

字里行间闪烁智慧的光芒

这不是一次孤独的科研跋涉

而是以科研成果回应月球的邀约

珞珈山的青瓦白墙中

藏着比星光更亮的科技之光

未来会有来自珞珈的新发现

为月球研究写下新的中国注脚

摄影：丁宇轩

部分图片来源于受访者

采访/文案/编辑/责编：刘苏墨

（来源：武汉大学）