月壤及其粒度粒形分析刍议

月壤就是月亮的土壤。2020年12月2日，嫦娥五号成功在月球挖取两公斤样品并安全送到返回器中。2020年12月17日凌晨1点59分，载着月壤的嫦娥五号返回器经过三十八万公里的飞行，顺利返回中国内蒙古四子王旗着陆场，中国至此有了自己的公斤级月壤了。

迄今为止，中国是世界第三个取得月壤的国家、取得月壤量第二多的国家、四十多年来第一次取得月壤的国家。可别小看这两公斤的月壤，它是从距地球38万公里远的月球上风暴洋火山区上取得的，价值连城。1993年，大约0.2克的月壤样品在苏富比拍卖行拍出44.24万美元，折合每克为221.2万美元。以此推算，现在每克月壤的价值超过4000万美元，是黄金价格的60万倍。

去一趟月球不容易，为什么不多取点月壤呢？俗话说“千里不捎针”。据探月工程三期副总设计师裴照宇介绍说，以两公斤作为取样重量值，设计嫦娥五号探测器的重量就达到了8.2吨，如果增加取样重量，探测器体积和重量会大幅增加，超过火箭的运载能力，因此两公斤是合理的取样量。前苏联三次取得月壤的量也只有326克，嫦娥五号一次取得月壤的量是其6倍。

那么，月壤有什么用呢？它是研究宇宙、地球和月球成因、年龄、环境等最直接物质。分析项目包括成分、成因、结构、年龄、水分、粒度、粒形、密度、带电、磁性、孔隙、比表面积等等。为此中国已经成立了专门的实验室——中国科学院国家天文台月球样品实验室，对月壤进行保存和开展系列分析。相信随着对月壤研究的深入，会有越来越多的研究机构加入到分析研究中。

那么，如何对月壤进行粒度和粒形分析呢？作为局外人，作为从事粒度粒形分析仪器制造和技术研究的专业厂家，我们提出两点设想。第一种设想是在百特Bettersize3000plus激光散射+显微图像二合一粒度粒形分析系统中设计一个容积为1毫升的超小型微量样品池，在尽量少地消耗样品的前提下，利用这种既精密又能同时测量粒度和粒形两种参数的特点，同时实现粒度和粒形测量。

第二种设想是通过对电镜照片进行图像处理，来得到月壤的粒度分布和粒形参数。这种设想是对分析其他项目的电镜照片进行粒度和粒形分析，不用另外消耗宝贵的月壤样品，就能得到比较准确的粒度和粒形数据。具体做法是取50-100幅月壤电镜照片，通过“百特电镜颗粒图像分析系统”，将电镜照片数字化，把颗粒的直径、长径、短径、圆形度、长宽比、凸凹度等都计算出来，最后得出月壤颗粒的粒度分布和粒形参数。

地球岩土电镜照片和粒度分布图如下：

月壤岩土颗粒是什么样子的呢？它含有哪些元素？有没有元素周期表之外的新元素？有没有放射性？遇水膨胀、团聚还是崩解？遇空气变不变色？含不含水分？自然状态下的粒度是毫米级的、微米级的还是纳米级的？粒形是球形、类球形、棱角形、长条形、多孔形、扁形？颗粒带正电荷还是带负电荷？......所有这些神秘面纱，不久将被科学家一一解开。

百特仪器走向国际市场的初期，一位德国用户对来自中国的激光粒度仪有质疑，百特德国代理商对他说：“你认为下一个登上月球的是哪个国家？”那个用户想了想说：“是中国吗？”德国代理商说：“对，就是中国。我访问过百特，那是一家技术很专业并且管理正规的公司。”现在，这家用户已经买了4台Bettersize3000Plus。这是中国登月成就在国际上产生的积极影响，也是百特仪器走向世界时与中国月球探测工程的一个美丽的“邂逅”吧。

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