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换个方式赏月 揭晓月壤中隐藏的美丽世界

2022-09-13 06:54 来源:成都商报

  换个方式赏月 揭晓月壤中隐藏的美丽世界

  中国科学家与艺术家合作,开启全新的赏月模式:

  通过高科技手段,让人们领略细如粉末的月尘中隐藏的美丽微观世界。

  2020年底嫦娥五号完成中国首次地外天体采样,从月球带回1731克月壤。中国科学家对嫦娥五号样品的研究刷新了人类对月球演化的认知。

  “去年我们团队第一次拿到嫦娥五号样品的那一刻,那种激动和自豪终生难忘。”中科院地质与地球物理研究所研究员杨蔚说。在14亿中国人中,他是为数不多可以近距离接触月壤的人,不仅可以“举头望明月”,还可以低头赏月壤。

  科学+艺术 用最美的方式记录月壤

  “月壤几乎覆盖了整个月球表面,它就像是历史书,其中每一粒尘埃都能讲述那个星球上曾经发生的故事。但月壤比发丝还细小,不借助先进的显微设备根本看不清。”杨蔚说,“今年初我们再次申请到月球样品,我希望能把我看到的月壤用最美的方式记录下来,把这美丽的微观世界分享给公众。”

  为此,杨蔚联合中科院计算技术研究所的专家以及中央美术学院的艺术家,利用显微成像和摄影、图像融合和处理、三维重建和虚拟现实技术等,从科学和艺术的视角呈现月壤之美。

  技术人员用355微米孔径的筛子,从获得的月壤样品中筛出较大的146个颗粒,给每个颗粒编上号;显微摄影专家把沉重的器材搬到科学家的实验室;艺术家指导如何在拍照时打光,如何为照片调色;科学家琢磨如何把微小的月尘固定住,营造适合的拍摄环境。

  他们给月壤颗粒做了高清CT,根据内部结构为它们分类;又利用景深合成显微摄影技术,给每个颗粒都拍了高清照片。为了达到展出的效果,每一颗颗粒都要在电子显微镜下分别拍几百张局部照再拼合起来。就这样从冬天拍到了夏天。

  在月壤的微观世界里,杨蔚见到一颗直径只有0.5毫米的圆圆的玻璃珠,由于反光太强非常难拍,玻璃珠的表面映出镜头的影像,最后拍出的照片像一只带着瞳孔的圆眼睛,惊讶地望着这个世界。

  那些来自月球的尘埃太小了,一不小心就会在地球的空气中飞走。杨蔚想了很多办法将它们固定住,一开始想用胶带粘,又怕粘性太强取不下来,最后使用静电吸附在盘子上。

  月壤矿物图案

  有花、有蝴蝶、有星星

  杨蔚说,很多月壤的独特现象他以前只在文献中读过,比如,与地球土壤不同,月壤里有很大一部分是玻璃。

  由于地球上有大气,小陨石会在大气中燃尽无法落到地面。但在没有大气的月球,细小的陨石以高速撞击月面,在高温的作用下使得微米尺度的局部发生了熔化,再与其他细小的月壤颗粒粘连成各种奇形怪状的黏结物。在他拍摄的月尘中就有一粒形态酷似宠物小狗。

  在一种名为正交偏光显微图像中,人们能看到月壤颗粒中矿物形成色彩斑斓的图案,有花、有蝴蝶、有星星……

  “这些色彩是由于光的干涉造成的,这是鉴定矿物的常用方法,尽管现在已经逐步被电镜技术取代,但它呈现出月壤美丽的一面。”杨蔚说。

  在高清CT和显微摄影的基础上,计算机专家制作了月壤颗粒的三维重建,又模拟了嫦娥五号着陆区正午时分太阳光强度和角度,呈现出这些月壤颗粒还在月球原地本来的样子。

  中科院计算技术研究所副研究员高林说,月壤分析和三维重建是个未知领域,能够参与探索这一未知领域是令人激动的。“我们对重建的月壤三维模型进行艺术化展示,结合VR/AR技术,让普通民众也能通过手机或电脑与月壤颗粒互动,感受月壤的美丽。”据人民网

(责任编辑:欧云海)

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2022-09-13 06:54 来源:成都商报
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