參考嫦娥五號帶回樣本人工合成 城大製高仿真月壤 助力國家探月任務

2026-11-16 05:15:07 大公報

本港大學積極參與國家航天科研,惟月球資源開發所需的地面實驗,一直面對真實月壤樣本稀少的限制。香港城市大學團隊按嫦娥五號帶回樣本的成分與結構,製成第一代高仿真月壤模擬材料,並完成打印試驗。

帶領研究的城大材料科學及工程學系教授李揚揚表示,團隊將進一步開展技術研究,推動航天科技創新及產業應用,並深化深空探索前沿研究,以助力國家航天事業發展。\大公報記者 郭如佳

城大表示,嫦娥探測器兩次帶回的月壤樣本合共僅約3.6公斤,地面科研因而主要依賴人造模擬物,惟傳統模擬材料從地球天然礦物提取,可能混有雜質,處理程序亦較繁複。李揚揚又指出,即使屬同類礦物,地球與月球的地質環境差異亦可能令其微觀結構和性質有所不同,使用傳統模擬材料進行研究,或會致使誤判,令太空任務產生損失。

有助改善月球車設計

月球車是需要模擬月壤作測試的設備之一,鬆軟的月壤容易使車輪打滑,尖銳細小的月塵則可能卡住機械零件,若積聚在太陽能電池表面,更會影響發電效率。城大指出,模擬月壤的材質及顆粒特徵若更貼近實況,便有助改善月球車的設計。

城大研究團隊採用水解法人工合成模擬月壤,藉調控反應條件及熱處理溫度,控制礦物比例、晶體結構和顆粒等特徵。按照嫦娥五號樣本的元素、材料結構,團隊已設計合成反應實驗及成功製備了四種目標礦物及月壤中的非晶質成分,並成功打印第一代模擬月壤。城大表示,下一步將研究材料的力學和熱學特性,以評估其應用於月面建造等地外環境的可行性。

城大機械工程學系講座教授、項目共同研究員呂堅表示,高仿真月壤有助推動地外資源開發及降低相關實驗風險,對國家探月計劃以至未來深空探索具有重要意義;不同天體的礦物組成有一定共通之處,模擬月壤的成果可望為火星等深空探測提供參考。

創新科技署資助研究計劃

城大又指出,研究項目亦為年輕科研人才提供了參與國家重大科研任務的機會,其中,城大材料科學及工程學系研究助理教授李弘坤便透過參與模擬月壤研發,將過往在礦物合成、仿生礦化等方面的研究成果應用於航天領域,參與支援月球探測及地外資源利用的研究。

研究計劃為期三年,獲創新科技署「創新及科技支援計劃特別徵集(航天科技)」資助。項目由城大負責研發模擬月壤,並與中國空間技術研究院錢學森空間技術實驗室合作,利用後者的實驗設備進行打印及模擬測試。