他在杭州为“奔月”炼一双“智慧鹰眼”

来源：互联网 2024-11-12 00:19:09 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们

图源：杭州发布

“爸爸，你什么时候能上一趟月球？”今年刚上小学一年级的小朋友丹丹，挺崇拜自己的爸爸许学森。对于她来说，天上的月亮，可不止和玉兔、嫦娥相关，爸爸也是一个离月亮很近的人。“小朋友还不懂很多深奥的科学知识，但她知道我的工作和月亮相关。”中秋节前夕，记者来到许学森的工作单位——国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院。一楼走廊隔着一道门的实验室里，静静“躺”着两位“月球来客”。2个月前，许学森和杭高院首席教授舒嵘一同奔赴北京，将两份嫦娥五号月球样品接到了杭州，这是浙江首次经过国家航天局正式批准，获得月球样品。

许学森和杭高院首席教授舒嵘展示月球样品证书受访对象供图

许学森不是宇航员，但参与研发的“光谱载荷”曾多次飞上太空，登上月球。围绕月壤研究，他们要设计测试出更先进的仪器，为我国后续的探月工程提供最直接的技术助力。

两份嫦娥五号月球样品受访对象供图

“早八晚十”

他们要打造一双月壤“鹰眼”

许学森刚刚度过了一个非常忙碌的暑假。“我经常都不记得今天星期几了。”他的眼睛下面隐隐挂着两个黑眼圈，指着旁边的一个绿色装置向记者介绍，8月底，我们就在做天问二号科学载荷的定标工作。

绿色大装置圆筒形，像一支横躺着的火箭。许学森介绍，这是行星表面环境模拟平台，可以抽成真空，也能设置极低温或极高温，模拟出行星表面环境。在实验周期最密集的几天时间里，团队成员们每天需要来进行不同的实验测试。将科学载荷固定在设备中，检验不同条件下仪器运行的稳定性和可靠性。“从确定实验方案到完成实验，基本每天都要从早上8点到晚上10点。” 许学森说道。

“从嫦娥二号到嫦娥六号，我国探月工程探测器里都搭载着舒嵘老师团队参与研发的科学载荷，我也是团队中的一员。”许学森告诉记者，在记录、分析、检测月壤等过程中，光谱分析仪都起着至关重要的作用。

月壤里藏着很多人类暂时没发现的物质资源。太阳光照射在不同的物质表面时都会呈现它独特的光谱特征，“这就跟人类的指纹一样，是独一无二的。”当光谱仪器拥有了这些数据以后，就能判断识别出月壤中所包含的不同成分。

此前，科学家们已经成功验证的重大成果，比如人类在月球上发现的第六种新矿物“嫦娥石”；我国科学家首次在月壤中发现的，天然形成的少层石墨烯等，都是借助不同的分析技术完成的。

工欲善其事，必先利其器。现在，许学森所在团队要将这双月壤“鹰眼”打造得更加精细化。想象一下，当嫦娥探测器抵达月球时，一个能测量更大波长范围、拥有更高分辨率的光谱仪载荷，能帮助探测器更快、更准确的去分辨它所探测月球土壤物质成分，后续的“挖土”任务过程也将更顺畅有效。

9月3日，中国探月工程官方消息发布，嫦娥七号任务正在开展正样研制工作。“嫦娥七号的一项重要任务，就是对月球南极进行地质普查，”许学森透露，“通过真正的月球土壤进行光谱定标和实验，团队将进一步改造升级光谱仪器的软件和算法。更精准的月壤数据，也将提升光谱分析仪的识别效果，助力科学家利用嫦娥七号科学数据发现更多月球的秘密。”

加倍小心

守护来自月亮的宝贝

2020年，嫦娥五号着陆到月球风暴洋北部吕姆克山附近，采得1731克月壤后返回地球。这不到两千克的天外来土，历史意义却格外重大。它们是人类近半个世纪以来又一次重新去到月球带回的新的月球样本，也是我国完成的第一次外星天体取样任务。

眼下，在国科大杭高院“暂住”的，就是这1731克月壤中划分出的两份样品。1份是200毫克的粉末样品，1份是13毫克的光片样品，两份样品总重213毫克。当一年的研究周期结束后，团队还需要归还这两份样品，并保证损耗率不超过10%。

从监控里看到的月壤“手套箱” 记者林辰辰摄

可想而知，许学森等科研工作者们有多“宝贝”这一小捧土壤。在许学森手机里，装着一个监控软件，一打开就能看见月壤当下的情况。许学森说，每天，都要打开一两次看一下。“月壤实验室需要严格的审批流程才能进入，尽管知道它不会出现什么问题，但就是想看看，确保月壤还完好无损地呆在原地。”

刚将月壤接回杭州的第一周，许学森几乎夜夜失眠，和每晚挂在天上的月亮一起，思考怎么守护好这距离地球38万公里外的珍贵“土特产”。

首先要打造保存月壤所需要的，足够严苛“完美”的环境。目前，储存月壤的实验设备“手套箱”，严格控制着气体环境：水和氧气的含量低于0.1ppm（百万分比浓度），并充满不活跃气体氮气。两个摄像机位常年“监控”着它们，一旁的监测仪器实时显示着环境湿度、温度等数据。杭高院也正为月壤打造一个80平米的专属实验室——一个万级洁净间，以做好未来月壤实验的万全准备。

月壤刚抵杭时，许学森将月球样品放入“手套箱” 记者倪雁强摄

“目前，我们还没有将月壤开过盖，”许学森表示，“以10%的损耗率来算，200毫克的月壤粉末样品损耗量不能超过20毫克。可能一次打开盖子，一阵气流就能把这些量吹跑。”团队下定决心，一定要在仪器技术等全部成熟的情况下再用上这一捧“无价之土”，在操作上小心再小心，利用好有限的测试次数，获取尽可能多的数据。

特殊的名字巧合

传承的科研情怀

本月初，《自然》刊发我国科研团队对嫦娥五号月壤研究的最新成果：在1.2亿年前，月球仍存在火山活动。也就是说，如果我们穿越回恐龙生活的时代，抬头望月时，可能会观测到月球正在火山喷发的壮观现象。

“今人不见古时月，今月曾经照古人”的月亮属性，是吸引许学森最初选择月壤光谱研究的一大动力。他不追求遥不可及、万亿光年外的行星，觉得能望得见，还有很多未知研究潜力，距离地球最近的星球是月球，那是值得投身一辈子的科研领域。

“女儿现在有一个梦想就是当科学家，”说到这，许学森自豪地笑了笑说，“可能我的工作对于她来说比较神秘和好玩。”在平时的教育中，他不会刻意提及科研工作的艰辛，也不会特别拔高这份工作的“份量”，但力求做到有问必答，在女儿幼儿园时期，他还去班里上过一节月球知识科普课。

从去年开始，许学森开始担任国科大杭高院的硕士生导师，在他看来，科学家精神的传承是一代代青年必不可少的。他说:“我的名字和大偶像钱学森有两个字是重合的，当时父母并没有刻意取。但就是这样的机缘巧合，潜移默化地在我心里种下了‘科研报国’的情怀。我们比不上前辈科学家们那样无私奉献高尚的精神，但只求以他们为榜样，在工作中向优秀的品格看齐。”