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國家天文臺科研人員查看巖屑顯微鏡成像照片。國家天文臺供圖廣州地化所團隊在SIMS實驗室工作。廣州地化所供圖地質地球所科研團隊觀看檢測結果。地質地球所供圖“衷心祝賀嫦娥六號團隊及中國探月工程取得卓越成就！這些突破性成果標志著人類對月球演化史的認知取得了重大進展，有望改寫教科書。”2025年7月，當中國嫦娥六號月球采樣返回任務的4項“首創性”研究成果以封面形式在《自然》發表后，美國科學院院士、麻省理工學院教授本·韋斯在賀信中這樣寫道。“十四五”期間，從嫦娥五號成功采集月球正面最年輕火山巖樣品，到嫦娥六號完成人類首次月球背面采樣返回，在探月工程取得巨大成功的基礎上，月球樣品研究也逐步邁入“嫦娥時代”。2021年7月12日、2024年8月24日，國家航天局先后將嫦娥五號、六號月壤樣品交接給中國科學院。拿到樣品后，中國科學院發揮體系化建制化科研優勢，全力組織科研攻關，中國科學院地質與地球物理研究所（以下簡稱地質地球所）、國家天文臺、廣州地球化學研究所（以下簡稱廣州地化所）等與院內外合作單位協同攻關，產出一系列具有“首創性”“顛覆性”的高水平科研成果，系統性重塑了人類對月球的認知。“首創”扎堆，重塑月球認知“月球正面20億年前仍存在巖漿活動！”2021年10月19日，當中國科學院院士、地質地球所研究員李獻華與合作者在《自然》發表這一研究結果時，國際科學界為之轟動：它將此前認知的月球巖漿活動結束時間延長了約10億年。利用嫦娥五號月球正面最年輕火山巖樣品，中國科學院的科學家在多個方面刷新了對月球的認知。例如，發現月球冷卻速度可能比之前認為的更慢，為構建新的月球熱演化模型奠定了基礎；發現撞擊玻璃珠可能是月球的“迷你水庫”，為未來月球基地原位資源利用帶來希望；發現具有蒸發沉積特征的藍輝銅礦礦物，拓寬了對月表復雜礦物組成的認識。而嫦娥六號月背樣品的研究，更是多點開花。2024年11月15日，由地質地球所、國家天文臺和廣州地化所的科學家牽頭，利用月背樣品做出的首批兩項獨立研究成果，分別刊登于《自然》和《科學》，首次揭示月背約28億年前仍存在年輕的巖漿活動，且這一活動可以追溯到42億年前，至少持續了14億年，為月球演化歷史提供了獨特視角與關鍵科學證據。2025年7月9日，地質地球所和國家天文臺再次聯合發布多項“首創性”成果：首次獲取月背古磁場信息，發現月球磁場強度曾出現反彈而非單調衰減；首次測定月背月幔水含量小于2微克/克，揭示月球內部水分布的二分性；首次發現月背玄武巖來自極度虧損源區，為大型撞擊事件對月球演化的影響提供關鍵證據。中國科學院院士、中國月球探測工程首任首席科學家歐陽自遠指出，美蘇樣本僅揭示了月球40億至30億年前的演化片段，而中國嫦娥五號與六號的研究，為這幅“歷史殘卷”補上了最關鍵的“一老一新”兩筆，真正構建起完整的月球演化圖譜。碩果遠不止于此。例如，國家天文臺與合作者發表嫦娥六號返回樣品的首篇研究論文，揭秘樣品的物理、礦物和地球化學特征；地質地球所與合作者首次精確測定南極-艾特肯盆地形成于42.5億年前，讓人類在了解太陽系早期大型撞擊歷史方面有了更精確的“宇宙時鐘”標尺；廣州地化所與合作者確定阿波羅盆地形成于41.6億年前，將太陽系晚期重轟擊（LHB）事件的起始時間提前了1億多年，而發現“天外信使”——來自CI型碳質球粒隕石的撞擊殘留物，為行星科學研究開辟了新方向。國際科學界對此給予高度評價。英國開放大學行星科學與探測教授馬赫什·阿南表示：“這些研究正在徹底重塑我們對月球的認知。”“嫦娥六號最令人印象深刻的是，它成功在先前被認為無法到達的月球著陸點執行采樣返回任務。最關鍵的是，它從月球背面靠近南極-艾特肯盆地的區域帶回了樣本。”美國科學院院士理查德·卡爾森評價說。“我們首先要致敬中國航天！正是過去20多年中國航天人的努力拼搏，創造的一個個輝煌成就，才開啟了中國行星探測的新局面。”中國科學院院士、地質地球所研究員吳福元對《中國科學報》說。事實上，嫦娥六號之前，人類已有10次月球采樣任務，均在月球正面著陸。由于月球正面與背面在地質上存在顯著差異，月球背面的演化歷史一直是人類認知的“空白”。嫦娥六號降落在一個“盆地套盆地”的區域——它所降落的阿波羅盆地是一個直徑約500公里的撞擊坑，而阿波羅盆地則處于更大的南極-艾特肯盆地內部。南極-艾特肯盆地直徑達2500公里，超過月球直徑的一半，是太陽系最大、最古老的撞擊坑之一。“采樣點位于兩個盆地內，其目標就是獲取可能最深、最具研究價值的樣品。”嫦娥六號任務副總設計師、國家天文臺研究員李春來對《中國科學報》說。李春來在決定著陸地點方面發揮了重要作用，并且是首批分析返回巖石的科學家之一，因此入選《自然》2024年十大科學人物。中國科學院院士、廣州地化所研究員徐義剛表示，接下來，對嫦娥六號月壤樣品的研究將持續推動人類重新認識地月系統演化。建制化攻關，創“中國速度”令國際同行驚嘆的不僅是成果的深度，還有國際月球科學研究的“中國速度”——從樣品分發到論文投稿，多項研究用時不到20天。2023年5月，早在嫦娥六號發射前一年，地質地球所就組建了嫦娥六號工作組，采取自愿參與、學科整合的組織方式成立核心團隊。“那時候，基本上每周就要開一次討論會，邀請專家到所里座談、作報告。”吳福元介紹，通過持續研討，研究團隊梳理出20余個關鍵研究問題，每個問題明確專人負責，形成“有組織、有目標”的攻關模式。2024年8月24日，當嫦娥六號樣品分發后，地質地球所第一時間展開攻關。收到樣品后的第18天，各個團隊完成的玄武巖測年、巖石學、地球化學、磁學、稀有氣體等首批6項成果便已投稿。“像打仗一樣攻關，才能在最短時間內拿出高質量成果。”吳福元說，“從國際層面看，學術界對嫦娥六號的研究成果滿懷期待。從國家發展角度說，中國正處于科技趕超、爬坡過坎的關鍵階段，在深空探測這類前沿領域，我們必須以更快速度突破，才能跟上甚至引領國際步伐。”廣州地化所與地質地球所在同一時間接到了研究任務，一周內完成樣品前處理、圖像學處理等工作，以及所有微區的數據采集，9月9日就向國家航天局提交了研究報告。“嫦娥六號月球樣品攻關研究是一個在保質保量前提下跟時間賽跑的過程，充分體現了中國速度，也是中國科學家在實施有組織科研活動方面的一次有益嘗試。”徐義剛感慨道。徐義剛表示，自20世紀50年代開始，蘇聯和美國分別實施探月工程，開創了人類探索宇宙的新紀元，其技術突破和象征意義深刻影響了20世紀的科技、政治和文化格局。中國是繼蘇、美之后，第三個成功從月球返回樣品的國家，也是世界上唯一同時擁有月球正面和背面樣品的國家，這對于系統研究和理解地-月系統的形成與演化至關重要。據介紹，為了保證月球樣品的安全解封、精密分樣及長期存儲，國家天文臺設計建設了首個專門用于地外樣品研究和保存的月球樣品實驗室，核心環境控制在千級潔凈度，即單位立方英尺體積內小于0.5微米的顆粒數低于1000個，而普通教室或辦公環境相同單位體積內顆粒數可達幾十萬甚至上百萬個。國家天文臺還自主研制了內部充滿高純氮氣的全套核心設備，可為月球樣品加裝“保護罩”，確保珍貴的月球樣品在干燥無氧環境中長期保存。在嫦娥六號任務中，國家天文臺承擔了從科學目標設計、著陸點選址，到載荷指令上行、數據接收處理，再到樣品解封、制備、存儲、分析的全鏈條任務。研究人員遵循嚴格流程，僅用85天就高效完成了從安全解封、精密處理到基本特性分析的工作，并于2024年中秋節當天發表首篇研究論文，首次為月球背面的物質組成提供了實驗室證據，也為后續研究奠定了重要基礎。“中國探月工程的成功，是科學與工程深度融合的范例。”李春來對《中國科學報》說，“沒有工程技術，科學發現無從談起；而科學問題又促進工程優化。”生逢其時，使命在肩再出發支撐這些輝煌成就的，是中國科學院每一位科學家作為“國家隊”“國家人”的家國情懷與使命擔當。為搶占科研先機，很多團隊歇人不歇儀器，一日三班倒，每個人都克服困難做好自己的工作，才能讓整個流程不卡頓，樣品篩選、數據分析、論文撰寫一氣呵成。“我們的月壤樣品是獨一無二的，全世界都在期待新樣品帶來的新認知，實際上我們恨不得更早一些。”地質地球所研究員李秋立說。他也是給嫦娥五號、六號月壤樣品定年的核心科學家。地質地球所研究員楊蔚記得，在拿到嫦娥五號、六號月壤樣品之后的那段時間，他一直處于亢奮狀態。“很神奇，每天只睡三四個小時，沉浸在樣品研究中，根本不覺得困。”他笑著說，“能研究自己國家的月球樣品，并且成為人類歷史上首批研究月球背面樣品的人，感覺無比幸運。”“嫦娥月壤樣品返回工程是國家的重大工程，我們有責任、有義務做好，讓國家重大工程的科學產出最大化。這是榮譽，也是使命。”帶領團隊主攻月壤樣品水研究的地質地球所研究員胡森說。地質地球所研究員陳意帶領團隊在南極-艾特肯盆地定年的重要問題上給出了中國人的答案。他說：“特別是拿到史無前例的嫦娥六號月背樣品，我們都很興奮，有非常強的求知欲。”“這些攻關任務既增強了研究團隊的凝聚力，也鍛煉了年輕人承擔責任和壓力的能力。”廣州地化所工程師崔澤賢表示。他與徐義剛合作給嫦娥六號樣品定年，并分析了月球年輕的巖漿活動的主要熱源。崔澤賢表示，目前發表的嫦娥六號月壤樣品相關研究，不僅為月球演化歷史研究提供了新視角，揭示了月球背面火山活動和太空風化的特點，也為未來月球探測和科研站建設提供了重要參考。國家天文臺副研究員周琴表示，從中國探月工程的宏偉實踐到科學難題的創新解答，凝結著中國科學家在行星科學領域的貢獻。隨著中國深空探測工程帶回更多地外樣品，人類有望解鎖更多宇宙密碼。展望未來，中國深空探測的宏偉藍圖已在眼前：2026年，嫦娥七號將出發，前往月球南極尋找水冰存在的證據；嫦娥八號計劃于2029年前后發射，與嫦娥七號共同開展科學探測和資源開發利用驗證試驗，為國際月球科研站建設奠定基礎；天問二號已經出發執行小行星伴飛取樣探測任務，天問三號將實現火星采樣返回……這一系列壯舉將推動中國深空探測科技邁向新高度。“有人覺得做科研辛苦且競爭激烈，但我覺得，我們這一代人何其有幸，趕上了中國科技發展的黃金時代，這是千載難逢的歷史機遇。”嫦娥七號月震儀研制團隊負責人、地質地球所研究員張金海說。“科學和技術是一家人，我們不但要在深空探測技術上提升能力，而且要在科學上提升認識，使我們對于宇宙、自然的認識站在新的起點上。”嫦娥六號任務總設計師胡浩說。國家航天局探月與航天工程中心主任關鋒希望，未來通過航天重大工程，共同推進產學研深度融合，努力推動空間科學、空間技術、空間應用全面發展，獲得更多成果與發現。李春來表示，隨著獲取更多“一手數據”，中國行星科學將從“跟跑”邁向“并跑”，甚至在某些領域實現引領。（原載于《中國科學報》?2026-01-21 第1版 要聞）