月球尘埃长期被视为月面活动的主要障碍之一，但一项最新研究指出，其粘附性、锯齿状形貌及静电等特征在特定工程场景下可能转化为优势。北京航空航天大学科研人员近日在《Research》发表论文，围绕嫦娥六号从月球背面带回的样本开展岩土工程性质研究，并对其机械性能进行了建模分析。

嫦娥六号是首次实现月球背面采样返回的任务。研究所用样本来自南极-艾肯盆地（SPA盆地），该区域被描述为太阳系已知最大、最深且最古老的撞击坑之一，形成时间约为42亿年前。论文指出，这一早期撞击事件使得该区域土壤的岩土工程性质与此前由NASA宇航员及中国着陆器在月球近侧获取的样本存在显著差异。

研究团队表示，在地球环境下直接测试月壤性质面临多重限制：模拟土壤难以真实复现月壤特性；真实月壤样本数量有限，难以满足广泛研究需求；部分测试还会对样本造成破坏，影响后续研究。因此，论文提出先进行无损测试，再结合数值模拟的方法，以减少对样本的消耗。

在建模方法上，研究采用离散元法（Discrete Element Method，DEM），通过计算大量单颗粒之间的相互作用、摩擦与碰撞来模拟散装材料行为。论文称，该方法以颗粒形状及部分物理属性为输入，可生成月壤的“数字孪生”，用于评估未来探测车或宇航员可能需要穿越的地表条件，从而降低再次接触样本的需求。

为获取颗粒形貌与结构信息，研究人员对部分嫦娥六号样本进行了高分辨率X射线微型计算机断层扫描（micro-CT）。论文称，该无损成像技术结合卷积神经网络，使团队能够对近35万个颗粒进行单体重建与分析。

分析结果显示，月球背面样本与近侧样本在颗粒组成与形貌上存在明显差异。论文指出，背面样本中大颗粒与粗颗粒比例更低，但颗粒“球形度”也更低，即形状更偏离球体。

在将上述数据输入DEM模型后，研究团队认为该月壤表现出较高的机械强度，处于阿波罗时代样本测量范围的上限。论文将其主要归因于较高的内摩擦角以及尘埃的凝聚力，并指出颗粒的锯齿状结构虽然可能对机械设备或人体健康带来挑战，但在提升地面机械性能方面具有积极作用。

论文还提到，样本强度的提升与玻璃质聚结体引发的“胶结”效应有关。这类聚结体可能由微流星体撞击形成，约占样本的30%，在结构上起到将其他颗粒粘结在一起的作用。

研究人员表示，若要在月面建设大型基础设施，例如未来的阿尔忒弥斯栖息地或国际月球研究站，掌握地基的基本性质至关重要。该研究被描述为一次针对月球背面样本的岩土工程调查，显示出月壤性质的多样性。论文同时指出，尽管月球背面建设仍可能受通信等因素制约，但更坚固的月壤地基也意味着长期暴露可能加速设备磨损，并带来安全风险。