长期以来，月球全球化学成分制图主要依赖轨道遥感反演。由于缺乏月球背面样品的实测数据校准，背面高地与南极—艾特肯盆地等区域的元素含量推断存较大不确定性。一上，光谱信息与元素含量之间存复杂的非线性关系，传统回归模型在跨区域应用时容易产生偏差；另一上，样品数据不足导致全球图背面区域的可靠性远低于正面，限制了月球不对称性、月幔物质分布等关键科学问题的研究。 月球背面与正面存在显著差异，受地球潮汐和早期热演化影响，其地壳厚度、岩浆活动及撞击改造程度均不同，地表物质组成更为复杂。此外，轨道光谱数据易受观测角度、空间风化、颗粒尺度等因素干扰，若缺乏样品标定和稳定的算法框架，模型在有限样本下容易过拟合，鲁棒性不足。嫦娥六号首次带回背面样品，为解决该问题提供了关键支撑，使背面实测数据可直接用于算法校准和全球验证。 由同济大学、中国科学院上海技术物理研究所、山东大学、深空探测实验室等机构组成的科研团队，基于嫦娥六号背面样品的实测数据，结合高分辨率可见—近红外多波段光谱成像资料，建立了深度学习反演框架。通过参数优化，该模型在有限样本条件下精准捕捉了光谱与元素含量之间的非线性关系，大幅提升了铁、钛、铝、镁、钙、硅六种主量元素氧化物及镁指数的全球反演精度。研究继续明确了月海、高地、南极—艾特肯盆地三大地球化学分区的元素特征，为月球表面物质组成提供了更可靠的“底图”。 研究首次定量揭示：月球背面高地的镁质斜长岩与镁质岩套出露明显多于正面，为“岩浆洋结晶分化不对称”提供了新证据；同时，更精确划定了南极—艾特肯盆地镁质辉石环与铁质异常区的边界，支持该盆地撞击事件暴露了更深部镁质物质的观点，为理解月壳—月幔物质交换提供了新依据。 业内专家建议，未来需从三上推进：一是加强背面样品的精细分析，完善元素、矿物与同位素数据；二是推动遥感数据处理与算法评估标准化，提升模型在不同环境下的稳定性；三是促进数据共享与联合研究，实现样品实测、遥感数据与数值模拟的协同迭代，使全球月球化学图从“可用”升级为“可检验、可追溯”。 随着我国深空探测能力的提升，背面样品的获取将推动月球科学研究从宏观走向精细定量。更高精度的元素分布图不仅有助于揭示月球早期演化、地壳形成及撞击历史，还将为未来月面科研站选址、资源评估与技术验证提供支撑。样品返回与遥感制图的结合将完善，推动全球月球研究形成更多可验证的科学结论。
从“玉兔”巡视到“嫦娥”采样，中国探月工程以扎实的科研积累不断突破。此次成果不仅拓展了人类对月球的认知，更展现了我国在深空探测领域从“跟跑”到“并跑”的跨越。当科学家将目光聚焦于38万公里外的月岩时，背后是中华民族探索宇宙的智慧与决心。