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    李云丽:“做中国探月工程的一颗螺丝钉”

    作者:姚一琳   资料来源:宣传部(新闻中心)    发布时间:2025-10-24   浏览次数:

    编者按:她是武汉工程大学“第三层次拔尖人才”,十年间,她甘坐“冷板凳”,在模拟月壤力学性能及其本构模型研究上,潜心探索,默默耕耘。今年9月,她终于守得云开见“月壤”,领到了5份嫦娥五号月球样品,湖北省只有4所高校获批。在通往月球的科学道路上,她又往前走了一步。她是土木工程与建筑学院,博士生导师、特聘教授李云丽。将个人志趣融入国家需要,在充满未知的领域潜心探索,李云丽以最严谨的科学态度、最炽热的浪漫情怀践行着敢为人先、勇于攀登的科学家精神。

    “请问是李云丽吗?你申请的月壤样品需要参加答辩……”今年暑假,李云丽接到一个陌生电话,一度怀疑是不是“诈骗”,直到忐忑中进了国家探月中心的微信群,才感受到事情的真实性——“真的特别意外,就是抱着试一试的心态,没想到第一次申请就获批了。”武汉工程大学土木工程与建筑学院特聘教授李云丽说。

    2025年7月中旬,国家探月与航天工程中心组织召开了第九批月球科研样品借用申请评审会。经月球样品专家委员会评审、探月中心审核并报国家航天局批准,最终25家科研机构获得通过,对应32名使用责任人。湖北省只有4所高校获批月壤样品,武汉工程大学李云丽教授是其中之一。

    十年磨一剑,守得云开见“月壤”

    9月1日,李云丽脚踩运动鞋,背着双肩包,上午去到国家探月与航天工程中心领取“月球样品证书”,下午前往国家天文台领到了5份嫦娥五号月球样品,共133.4mg。这对她的研究而言是一次质的飞跃。

    李云丽本硕毕业于北京交通大学土木工程系,2014年在武汉大学岩土工程专业攻读博士学位。没多久,她接触到一个“远在天边的烫手课题”——模拟月壤力学本构模型研究。“一开始觉得真是做不下去,但是沉下心来发现自己对这一块还是很感兴趣。”李云丽说。

    月壤是月球所有探测活动的直接载体,在探月工程中,需要研究月球探测器与月壤的相互作用。然而,地球上的土木工程经验,在月球上却可能完全“水土不服”——超真空环境使得颗粒间几乎没有气体润滑和吸附;仅地球六分之一的低重力,又让材料的力学行为变得极为独特。

    如何让月球车不在松软的月尘里下陷?如何确保着陆器支架在撞击时不倾覆?未来月球基地的地基能否稳固?这一切问题的答案,都依赖于对月壤力学特性的精准把握。但真实月壤样品极少,只能用性质相近的模拟月壤来代替真实月壤。李云丽在博士期间开展的低应力下模拟月壤力学特性的研究,阐明了低应力下月壤的力学性能,满足了探月工程中的大量科学研究的需要。

    基于博士期间啃下的“硬骨头”,李云丽找到研究的突破口。如今,李云丽团队的核心工作之一就是成为出色的月壤“解码者”——能够准确描述月壤在超真空和低重力环境下强度和变形特性的本构模型。“这就像为月壤‘写简历’,”她用一个生动的比喻解释道,“我们要通过实验和计算,告诉工程师们,这种材料在受压时有多‘坚强’,在剪切时有多‘固执’,它的‘脾气秉性’究竟如何。”

    近年来,在模拟月壤相关研究方面,她先后申请到了国家自然科学基金青年基金项目、湖北省自然科学基金面上项目、湖北省科技厅及重点实验室项目等重大项目5项,其中4项已经结题。

    “做中国探月工程的一颗螺丝钉”

    2020年底,李云丽作为“第五层次优秀人才”被引进到武汉工程大学。“我们学校在化工、矿冶、材料、土木等方面的学科体系比较完备,探月工程相关研究需要这些交叉学科的支撑,我觉得契合度很高。”

    “你知道吗?真实的月壤颗粒的构造是很复杂的,它比机械碾磨加工的模拟月壤有更多的孔洞和空隙,我们通过微观的参数去实现宏观动力学多尺度预测的方法,这样我们的研究结论更有利于适应最真实的深空环境。”谈到月壤的相关研究,李云丽“如数家珍”般娓娓道来。

    事实上,她从小对“月亮”充满了无尽的好奇与遐想。小时候,她经常听奶奶讲“嫦娥奔月”“牛郎织女”的民间传说,这让她对浩瀚的星空产生了浓厚兴趣。“每年的七夕晚上,我都会坐在外面仰望星空,等着牛郎织女在银河相会,等了好几年,等的我都睡着了。”李云丽打趣道。

    由此,即使面临着诸多困难和挑战,研究过程需要付出极大的决心和耐力,但在李云丽看来,探月的基础研究需要有“情怀上的指引”,需要有一个“遥远的寄想”。当她在博士阶段接触到岩土力学,并将此作为毕生研究方向时,那个高悬的月亮,从一个童年时的想象,彻底变成了她科研攀登的目标。

    “能做中国探月工程的一颗小小螺丝钉就很好了。”业已坚持了十年的模拟月壤研究,李云丽带领团队在《International Journal of Plasticity》《Acta Astronautica》《中国科学》《Construction and building Materials》等顶级期刊上发表了40余篇论文。

    正是这样一份份详尽的“月壤简历”,它们构成了月球车行驶系统、着陆器支撑机构设计的底层理论支撑,为中国的探测器在月球上“脚踏实地”提供关键的科学依据。凭借着相关研究成果,2022年,李云丽入选湖北省组织部有关人才计划。

    “做科研不要浮于表面”

    李云丽喜欢阅读星际科幻小说。她带领团队深入到月壤水冰模拟物的微观世界,观察其在冲击载荷下的动态响应。他们的研究发现,这种材料具有显著的应变率增强效应——加载速度越快,其冲击强度反而越高。

    同时,哪怕只是微量的含水量变化,也会改变其冲击变形损伤模式。这项名为 “月壤水冰冲击动力学” 的研究,仿佛为未来的月球极区探测器同月壤的相互作用配备了一副“预判眼镜”。

    “我们的工作,就是提前告诉探测器,‘当你以这个速度去抓取那块含冰月壤时,可能会发生什么’。”这项研究,为月球水冰采样机构的设计和着陆碰撞安全性评估,提供了至关重要的理论图谱。

    作为一名博士生导师,李云丽将月球样品这一珍贵契机,转化为培养复合型人才的最高课堂。她不仅教导学生如何操作精密仪器、构建复杂模型,更时常与他们分享科幻作品,激发他们的想象力。“做科研不能浮于表面,不要只做数据的搬运工,要深入探究其中的原理。这是李云丽经常对学生说的话。

    “从没想过我会遇到这么厉害的导师。”岩土工程专业研二学生吴文康和罗灿说,遇到李老师是极其幸运的事,李老师教会他们做科研的思维和方法,让他们从科研小白到对做基础研究产生了兴趣和信心。

    十年后的今天又是一个新的开始。“压力很大,责任很大,但是再难,憋着一口气也要坚持下去。”最近李云丽很忙,忙着整设备、做实验、写论文、编教材,她编写的教材《Soil Mechanics》即将出版,还录制了全英文的视频课程。

    未来,她想推动土木工程、力学、材料科学、行星科学和航天工程的深度交叉,形成“深空探测科学+土木工程”的创新链条,为武汉工程大学在该领域打造新的“增长极”,让学校传统学科焕发出新的生机。