嫦娥五号飞船收集了有史以来返回地球的最年轻的月壤，帮助科学家们梳理月球历史的奥秘。

12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球土壤样品，采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。（新华社记者 任军川 摄）

嫦娥五号是中国迄今为止最复杂、最雄心勃勃的航天飞行，它所做过事，四十多年没有航天器完成过，即抓把原生态的月壤并带回地球。

北京时间11月23日凌晨4时30分，中国海南岛文昌卫星发射中心，重达8.2吨的嫦娥五号搭乘长征五号运载火箭发射升空。与火箭分离后，嫦娥五号通过推进器进行了为期4天的飞往月球之旅，之后，在一个名为吕姆克的火山附近着陆，大概方位在月球正面的西北地区。在那里，着陆器从月球表面钻取样品并封装。

取样工作完成后，着陆器上的上升器起飞，携带2千克月球物质样品，发射回绕月轨道。在绕月轨道上，轨道器将封装好的样品回收，返回地球，以极高的速度重新进入地球大气层，降落内蒙古。至此，为期大约23天的航天探月取样任务完美收官。

中国地质大学（武汉）的行星科学家肖龙教授说，这些月球样品“毫无疑问会为我们提供更多有关月球历史的知识”。特别的科学意义在于观察月球的火山活动。

科学家们一度认为，在45亿年前月球形成之后，火山活动持续了10亿年多一点。现在，研究月球上陨石坑的科学家们认为，更晚近的时期，岩浆还在一些地区继续喷发和流动，抹去了一些早期陨石坑的痕迹，留下了年代较近的火山岩。

肖龙教授说，嫦娥五号带回的岩石“将促使我们重新思考月球的火山历史持续了这么长时间，原因是什么，具体什么过程”。

中国2004年批准立项嫦娥探月计划，嫦娥五号是这个计划中人们期待已久的一个篇章。在设计长征五号运载火箭时，就为这个任务考虑了。中国研制成功这款火箭，并实现了很多技术突破（使用了中国最强大的发动机，优化了结构设计）。

中国探月工程LOGO

现在，这项雄心勃勃的探月任务终于完成了，中国在探测月球的全球新时代迈出了大胆的一步。

“世界上，计划着航天旅行的国家似乎都把月球看作是一个值得长期探索、有开发和定居潜力的地方。”乔治•华盛顿大学空间政策研究所荣休教授、太空历史学家约翰•罗格斯登（John Logsdon）说。

乔治 • 华盛顿大学空间政策研究所荣休教授、太空历史学家、作家约翰 • 罗格斯登

月球样品的价值

人类上一次从月球带回样品要追溯到久远的1976年，完成此举的航天器是苏联的月球24号探测器。那次任务直接从月球表面向地球发回了170克月球物质样品。然而，对标更为复杂的美国的阿波罗计划（总共从月球上收集了382千克样品），嫦娥五号在月球轨道上的交会和对接操作也颇有阿波罗号的神韵。

苏联的月球24号探测器在1976年完成了人类上一次从月球带回样品的任务

然而，阿波罗号所取的样品都超过了30亿年。肖龙教授说，嫦娥五号的目标是收集20亿年以内的样品，这样科学家就能研究月球上近期火山活动，月球上年代较晚的岩石形成于这些火山活动过程中。

嫦娥五号降落的吕姆克山附近高出风暴洋约1100米。风暴洋是过去岩浆活动形成的火山岩平原，是月球上最大的玄武岩平原。月球上这样的平原就是用肉眼遥望月球看到的黑暗色斑块，被称为“月海”。吕姆克山的一些岩石被认为比其他所有的月球样本要年轻得多。

嫦娥5号着陆点吕姆克山

然而，月球的火山历史并不是嫦娥五号试图解决的唯一谜团。

布朗大学的行星科学家詹姆斯•黑德三世（James Head III）说，嫦娥五号选择的着陆区域可以“验证各种关于月球的基本假设”。

通过对吕姆克山附近岩石和土壤的矿物学研究，可以帮助揭示为什么该地区的某些元素——钾、稀土元素和磷——浓度的反常，以及由钍和铀元素造成的强放射性异常。

“有一些非常好的基础性问题需要回答，这些问题将极大地改变我们对月球的看法。”黑德三世教授说。

嫦娥五号还可以帮助校准整个太阳系的时间标尺。一个地区陨石坑的大小和数量，可以提供有关该地点年龄的线索，因为陨石坑会随着时间的推移以某预估的速率累积。

测定月球样本的年龄不仅可以更准确地确定月球表面的年龄，对比太阳系其他天体与月球上哪个部分坑坑洼洼的程度类似，可以推断这些天体的年龄。

新的年代分析“可能会对我们的近邻行星的形成理论和假设提出潜在的挑战，并提出新的问题。”美国圣母大学的月球地质学专家克莱夫•尼尔（Clive Neal）说。

样品后续如何处置

抵达地球后，这些珍贵的样品将被装在一个密闭容器里，送往位于北京的中国国家天文台的中国月球样品实验室。该实验室的科学家将研究样本的矿物和化学组成，包括测量某些放射性同位素的丰度，以精确地确定它们形成的年代。

肖龙教授说，嫦娥五号探月对中国月球和行星科学界来说是一件大事。“我们做研究有了新的月球样品，并且是我们自己的……这将激励年轻的学生和科学家从事行星科学和航天探测。”

目前还不清楚这些样品是否会与中国以外的科学家分享。欧洲空间局国际合作负责人卡尔•伯格奎斯特（Karl Bergquist）说，欧洲空间局和中国国家航天局已经就向其他实验室分享样品进行过讨论，但尚未达成协议。

不过，伯格奎斯特说，欧洲空间局将参与嫦娥五号探月，“在探月的关键开始阶段提供深空网络的支持，后面在关键阶段还提供备份支持”。

从月球取样到载人登月，从月球到火星

嫦娥五号以类似阿波罗的方式收集月球样本，表明中国正在为更雄心勃勃的航天任务开发所需的技术。罗格斯登认为：“嫦娥五号只是中国长期计划中的系列无人探月航天任务中的一个。”

在嫦娥一号和嫦娥二号月球轨道飞行器、嫦娥三号和嫦娥四号着陆器和玉兔号月球车成功发射后，中国已经制定了针对月球南极的进一步探测计划。等嫦娥五号成功地完成任务，嫦娥六号将尝试从月球南极取样。月球南极是科学家特别感兴趣的区域，因为那里可能有大量冰，还有太阳系中最大的陨石坑之一，南极–艾特肯盆地。

更高级的嫦娥七号和八号也将计划在月球南极附近地区着陆，并分析该地区的地质成分，测试新技术，包括检测和提取化学物质，如水和氢，这些技术未来的载人登月可能用得上，还会在月球表面测试3D打印技术。

长期目标是在2030年左右建立一个国际月球科研站，以支持机器人探月和最终要实现的载人探月。

罗格斯登说：“载人探月和机器人探月相融合，最终实现中国人登陆月球。”

为了在载人航天方面获得更多经验，中国将于2021年开始在近地轨道上建造天宫号空间站。中国空间站的设计寿命约为10年，为中国将人送往更远的太空，积累宝贵的经验。

嫦娥探月工程也为未来探测其他行星的航天任务奠定了基础。中国已经在前往火星的路上有了一个名为“天问一号”的轨道飞行器和火星车，将研究这颗红色星球的化学组成、磁场和地表结构。

中国航天事业2020年代末的一大目标是，去火星上采样并带回地球，嫦娥五号是实现这一大胆任务的关键一步，也是实现近地小行星采样任务的关键一步。

“探测能力的增强，”肖龙教授说，“也是在为探索太阳系铺路。”

资料来源：

China's new moon mission returns the first lunar samples since 1976

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