他在杭州為“奔月”煉一雙“智慧鷹眼”

圖源：杭州發(fā)布

“爸爸，你什么時候能上一趟月球？”今年剛上小學(xué)一年級的小朋友丹丹，挺崇拜自己的爸爸許學(xué)森。對于她來說，天上的月亮，可不止和玉兔、嫦娥相關(guān)，爸爸也是一個離月亮很近的人?！靶∨笥堰€不懂很多深奧的科學(xué)知識，但她知道我的工作和月亮相關(guān)?！敝星锕?jié)前夕，記者來到許學(xué)森的工作單位——國科大杭州高等研究院物理與光電工程學(xué)院。一樓走廊隔著一道門的實(shí)驗室里，靜靜“躺”著兩位“月球來客”。2個月前，許學(xué)森和杭高院首席教授舒嶸一同奔赴北京，將兩份嫦娥五號月球樣品接到了杭州，這是浙江首次經(jīng)過國家航天局正式批準(zhǔn)，獲得月球樣品。

許學(xué)森和杭高院首席教授舒嶸展示月球樣品證書 受訪對象供圖

許學(xué)森不是宇航員，但參與研發(fā)的“光譜載荷”曾多次飛上太空，登上月球。圍繞月壤研究，他們要設(shè)計測試出更先進(jìn)的儀器，為我國后續(xù)的探月工程提供最直接的技術(shù)助力。

兩份嫦娥五號月球樣品 受訪對象供圖

“早八晚十”

他們要打造一雙月壤“鷹眼”

許學(xué)森剛剛度過了一個非常忙碌的暑假?！拔医?jīng)常都不記得今天星期幾了?！彼难劬ο旅骐[隱掛著兩個黑眼圈，指著旁邊的一個綠色裝置向記者介紹，8月底，我們就在做天問二號科學(xué)載荷的定標(biāo)工作。

綠色大裝置圓筒形，像一支橫躺著的火箭。許學(xué)森介紹，這是行星表面環(huán)境模擬平臺，可以抽成真空，也能設(shè)置極低溫或極高溫，模擬出行星表面環(huán)境。在實(shí)驗周期最密集的幾天時間里，團(tuán)隊成員們每天需要來進(jìn)行不同的實(shí)驗測試。將科學(xué)載荷固定在設(shè)備中，檢驗不同條件下儀器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。“從確定實(shí)驗方案到完成實(shí)驗，基本每天都要從早上8點(diǎn)到晚上10點(diǎn)。” 許學(xué)森說道。

“從嫦娥二號到嫦娥六號，我國探月工程探測器里都搭載著舒嶸老師團(tuán)隊參與研發(fā)的科學(xué)載荷，我也是團(tuán)隊中的一員?！痹S學(xué)森告訴記者，在記錄、分析、檢測月壤等過程中，光譜分析儀都起著至關(guān)重要的作用。

月壤里藏著很多人類暫時沒發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)資源。太陽光照射在不同的物質(zhì)表面時都會呈現(xiàn)它獨(dú)特的光譜特征，“這就跟人類的指紋一樣，是獨(dú)一無二的。”當(dāng)光譜儀器擁有了這些數(shù)據(jù)以后，就能判斷識別出月壤中所包含的不同成分。

此前，科學(xué)家們已經(jīng)成功驗證的重大成果，比如人類在月球上發(fā)現(xiàn)的第六種新礦物“嫦娥石”；我國科學(xué)家首次在月壤中發(fā)現(xiàn)的，天然形成的少層石墨烯等，都是借助不同的分析技術(shù)完成的。

工欲善其事，必先利其器?，F(xiàn)在，許學(xué)森所在團(tuán)隊要將這雙月壤“鷹眼”打造得更加精細(xì)化。想象一下，當(dāng)嫦娥探測器抵達(dá)月球時，一個能測量更大波長范圍、擁有更高分辨率的光譜儀載荷，能幫助探測器更快、更準(zhǔn)確的去分辨它所探測月球土壤物質(zhì)成分，后續(xù)的“挖土”任務(wù)過程也將更順暢有效。

9月3日，中國探月工程官方消息發(fā)布，嫦娥七號任務(wù)正在開展正樣研制工作?！版隙鹌咛柕囊豁椫匾蝿?wù)，就是對月球南極進(jìn)行地質(zhì)普查，”許學(xué)森透露，“通過真正的月球土壤進(jìn)行光譜定標(biāo)和實(shí)驗，團(tuán)隊將進(jìn)一步改造升級光譜儀器的軟件和算法。更精準(zhǔn)的月壤數(shù)據(jù)，也將提升光譜分析儀的識別效果，助力科學(xué)家利用嫦娥七號科學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)更多月球的秘密?！?/p>

加倍小心

守護(hù)來自月亮的寶貝

2020年，嫦娥五號著陸到月球風(fēng)暴洋北部呂姆克山附近，采得1731克月壤后返回地球。這不到兩千克的天外來土，歷史意義卻格外重大。它們是人類近半個世紀(jì)以來又一次重新去到月球帶回的新的月球樣本，也是我國完成的第一次外星天體取樣任務(wù)。

眼下，在國科大杭高院“暫住”的，就是這1731克月壤中劃分出的兩份樣品。1份是200毫克的粉末樣品，1份是13毫克的光片樣品，兩份樣品總重213毫克。當(dāng)一年的研究周期結(jié)束后，團(tuán)隊還需要?dú)w還這兩份樣品，并保證損耗率不超過10%。

從監(jiān)控里看到的月壤“手套箱” 記者 林辰辰攝

可想而知，許學(xué)森等科研工作者們有多“寶貝”這一小捧土壤。在許學(xué)森手機(jī)里，裝著一個監(jiān)控軟件，一打開就能看見月壤當(dāng)下的情況。許學(xué)森說，每天，都要打開一兩次看一下。“月壤實(shí)驗室需要嚴(yán)格的審批流程才能進(jìn)入，盡管知道它不會出現(xiàn)什么問題，但就是想看看，確保月壤還完好無損地呆在原地?！?/p>

剛將月壤接回杭州的第一周，許學(xué)森幾乎夜夜失眠，和每晚掛在天上的月亮一起，思考怎么守護(hù)好這距離地球38萬公里外的珍貴“土特產(chǎn)”。

首先要打造保存月壤所需要的，足夠嚴(yán)苛“完美”的環(huán)境。目前，儲存月壤的實(shí)驗設(shè)備“手套箱”，嚴(yán)格控制著氣體環(huán)境：水和氧氣的含量低于0.1ppm（百萬分比濃度） ，并充滿不活躍氣體氮?dú)?。兩個攝像機(jī)位常年“監(jiān)控”著它們，一旁的監(jiān)測儀器實(shí)時顯示著環(huán)境濕度、溫度等數(shù)據(jù)。杭高院也正為月壤打造一個80平米的專屬實(shí)驗室——一個萬級潔凈間，以做好未來月壤實(shí)驗的萬全準(zhǔn)備。

月壤剛抵杭時，許學(xué)森將月球樣品放入“手套箱” 記者 倪雁強(qiáng)攝

“目前，我們還沒有將月壤開過蓋，”許學(xué)森表示，“以10%的損耗率來算，200毫克的月壤粉末樣品損耗量不能超過20毫克?？赡芤淮未蜷_蓋子，一陣氣流就能把這些量吹跑?！眻F(tuán)隊下定決心，一定要在儀器技術(shù)等全部成熟的情況下再用上這一捧“無價之土”，在操作上小心再小心，利用好有限的測試次數(shù)，獲取盡可能多的數(shù)據(jù)。

特殊的名字巧合

傳承的科研情懷

本月初，《自然》刊發(fā)我國科研團(tuán)隊對嫦娥五號月壤研究的最新成果：在1.2億年前，月球仍存在火山活動。也就是說，如果我們穿越回恐龍生活的時代，抬頭望月時，可能會觀測到月球正在火山噴發(fā)的壯觀現(xiàn)象。

“今人不見古時月，今月曾經(jīng)照古人”的月亮屬性，是吸引許學(xué)森最初選擇月壤光譜研究的一大動力。他不追求遙不可及、萬億光年外的行星，覺得能望得見，還有很多未知研究潛力，距離地球最近的星球是月球，那是值得投身一輩子的科研領(lǐng)域。

“女兒現(xiàn)在有一個夢想就是當(dāng)科學(xué)家，”說到這，許學(xué)森自豪地笑了笑說，“可能我的工作對于她來說比較神秘和好玩?！痹谄綍r的教育中，他不會刻意提及科研工作的艱辛，也不會特別拔高這份工作的“份量”，但力求做到有問必答，在女兒幼兒園時期，他還去班里上過一節(jié)月球知識科普課。

從去年開始，許學(xué)森開始擔(dān)任國科大杭高院的碩士生導(dǎo)師，在他看來，科學(xué)家精神的傳承是一代代青年必不可少的。他說:“我的名字和大偶像錢學(xué)森有兩個字是重合的，當(dāng)時父母并沒有刻意取。但就是這樣的機(jī)緣巧合，潛移默化地在我心里種下了‘科研報國’的情懷。我們比不上前輩科學(xué)家們那樣無私奉獻(xiàn)高尚的精神，但只求以他們?yōu)榘駱?，在工作中向?yōu)秀的品格看齊?！?/p>

許學(xué)森和團(tuán)隊一起，把月壤樣品放入手套箱的過渡艙中 記者 倪雁強(qiáng)攝

所以，這個中秋節(jié)對于他來說，很有可能也只是平凡的一天——不回鄉(xiāng)賞月，但在實(shí)驗室里，為“月的來客”進(jìn)一步完善光譜分析儀器。一年的月壤研究時光稍縱即逝，團(tuán)隊要爭分奪秒完成每一個階段性任務(wù)。

“嫦娥工程”以古典而浪漫的中國神話“嫦娥奔月”命名，在日以繼夜的科技版“逐月”背后，還有許多和許學(xué)森一般默默無聞，為真正實(shí)現(xiàn)奔月理想接續(xù)奮斗的科研工作者。也正是因為他們的力量，讓我們和這一抹圓月不斷拉近距離，不斷圓滿從古至今的“奔月”理想。