2020年12月17日凌晨，嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品返回

嫦娥五號(hào)是中國(guó)迄今為止最復(fù)雜、最雄心勃勃的航天飛行器，它所做過(guò)的事，40多年沒有航天器完成過(guò)，即抓把原生態(tài)的月球“土”并帶回地球。

2020年11月23日凌晨4時(shí)30分，中國(guó)海南島文昌衛(wèi)星發(fā)射中心，重達(dá)8.2噸的嫦娥五號(hào)搭乘長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射升空。與火箭分離后，嫦娥五號(hào)通過(guò)推進(jìn)器進(jìn)行了為期4天的飛往月球之旅，之后，在一個(gè)名為呂姆克的火山附近著陸，大概方位在月球正面的西北地區(qū)。在那里，著陸器從月球表面鉆取樣品并封裝。

取樣工作完成后，著陸器上的上升器起飛，攜帶2千克月球物質(zhì)樣品，發(fā)射回繞月軌道。在繞月軌道上，軌道器將收集封裝好的樣品，以極高的速度重新進(jìn)入地球大氣層，降落內(nèi)蒙古。至此，為期大約23天的航天探月取樣任務(wù)完美收官。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）的行星科學(xué)家肖龍教授說(shuō)，這些月球樣品“毫無(wú)疑問會(huì)為我們提供更多有關(guān)月球歷史的知識(shí)”，特別的科學(xué)意義在于觀察月球的火山活動(dòng)。

科學(xué)家一度認(rèn)為，在45億年前月球形成之后，火山活動(dòng)持續(xù)了10億多年?，F(xiàn)在，研究月球上隕石坑的科學(xué)家認(rèn)為，更晚近的時(shí)期，巖漿還在一些地區(qū)繼續(xù)噴發(fā)和流動(dòng)，抹去了一些早期隕石坑的痕跡，留下了年代較近的火山巖。

肖龍教授說(shuō)，嫦娥五號(hào)帶回的巖石“將促使我們重新思考月球的火山歷史，什么原因使它持續(xù)了這么久，以及到底發(fā)生了什么”。

中國(guó)2004年批準(zhǔn)立項(xiàng)嫦娥探月計(jì)劃，嫦娥五號(hào)是這個(gè)計(jì)劃中人們期待已久的一個(gè)篇章。在設(shè)計(jì)長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭時(shí)，就為這個(gè)任務(wù)考慮了。

現(xiàn)在，這項(xiàng)雄心勃勃的探月任務(wù)終于完成了，中國(guó)在探測(cè)月球的全球新時(shí)代邁出了大膽的一步。

“世界上，計(jì)劃著航天旅行的國(guó)家似乎都把月球看作是一個(gè)值得長(zhǎng)期探索、有開發(fā)和定居潛力的地方。”喬治·華盛頓大學(xué)空間政策研究所榮休教授、太空歷史學(xué)家約翰·羅格斯登（John Logsdon）說(shuō)。

月球樣品的價(jià)值

人類上一次從月球帶回樣品要追溯到久遠(yuǎn)的1976年，完成此舉的航天器是蘇聯(lián)的月球24號(hào)探測(cè)器。那次任務(wù)直接從月球表面向地球發(fā)回了170克月球物質(zhì)樣品。然而，對(duì)標(biāo)更為復(fù)雜的美國(guó)的阿波羅計(jì)劃（總共從月球上收集了382千克樣品），嫦娥五號(hào)在月球軌道上的交會(huì)和對(duì)接操作也頗有阿波羅號(hào)的神韻。

然而，阿波羅號(hào)所取的樣品都超過(guò)了30億年。肖龍教授說(shuō)，嫦娥五號(hào)的目標(biāo)是收集20億年以內(nèi)的樣品，這樣科學(xué)家就能研究月球上近期的火山活動(dòng)。

嫦娥五號(hào)降落的呂姆克山附近高出風(fēng)暴洋約1 100米。風(fēng)暴洋是過(guò)去巖漿活動(dòng)形成的火山巖平原，是月球上最大的玄武巖平原。月球上這樣的平原就是用肉眼遙望月球看到的黑暗色斑塊，常稱為“月?！?。呂姆克山的一些巖石被認(rèn)為比其他所有的月球樣本要年輕得多。

然而，月球的火山歷史并不是嫦娥五號(hào)試圖解決的唯一謎團(tuán)。布朗大學(xué)的行星科學(xué)家詹姆斯·黑德三世（James Head III）說(shuō)，嫦娥五號(hào)選擇的著陸區(qū)域可以“驗(yàn)證各種關(guān)于月球的基本假設(shè)”。

在實(shí)際的建筑工程施工過(guò)程中，一些建筑企業(yè)為了自己的經(jīng)濟(jì)利益，縮減管理人員編制，導(dǎo)致在工程管理控制過(guò)程中，往往是一人身兼數(shù)職，管理效果大打折扣，無(wú)法有效地控制施工維持在相對(duì)安全的條件下，無(wú)法監(jiān)控每一個(gè)施工環(huán)節(jié)保證自身質(zhì)量。而且一旦某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，也比較難以追查最終責(zé)任負(fù)責(zé)人。導(dǎo)致公司施工管理以及質(zhì)量控制工作目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn)。

呂姆克山附近巖石和土壤的礦物學(xué)研究，可以幫助揭示為什么該地區(qū)的某些元素——鉀、稀土元素和磷——濃度反常，以及由釷和鈾元素造成的強(qiáng)放射性異常。

“有一些非常好的基礎(chǔ)性問題需要回答，這些問題將極大地改變我們對(duì)月球的看法?！焙诘氯澜淌谡f(shuō)。

嫦娥五號(hào)還可以幫助校準(zhǔn)整個(gè)太陽(yáng)系的時(shí)間標(biāo)尺。一個(gè)地區(qū)隕石坑的大小和數(shù)量，可以提供有關(guān)該地點(diǎn)年齡的線索，因?yàn)殡E石坑會(huì)隨著時(shí)間的推移以某預(yù)估的速率累積。

測(cè)定月球樣本的年齡不僅可以更準(zhǔn)確地確定月球表面的年齡，對(duì)比太陽(yáng)系其他天體，若其與月球上某些坑坑洼洼的程度類似，那么可以推斷這些天體的年齡。

新的年代分析“可能會(huì)對(duì)我們的近鄰行星的形成理論和假設(shè)提出潛在的挑戰(zhàn)，并提出新的問題?！泵绹?guó)圣母大學(xué)的月球地質(zhì)學(xué)專家克萊夫·尼爾（Clive Neal）說(shuō)。

樣品后續(xù)如何處置

抵達(dá)地球后，這些珍貴的樣品將被裝在一個(gè)密閉容器里，送往中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)的中國(guó)月球樣品實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家將研究樣本的礦物和化學(xué)組成，包括測(cè)量某些放射性同位素的豐度，以精確地確定它們形成的年代。

肖龍教授說(shuō)：“嫦娥五號(hào)探月對(duì)中國(guó)月球和行星科學(xué)界來(lái)說(shuō)是一件大事。我們做研究有了新的月球樣品，并且是我們自己的……這將激勵(lì)年輕的學(xué)生和科學(xué)家從事行星科學(xué)和航天探測(cè)研究工作。”

不過(guò)，伯格奎斯特說(shuō)，ESA將參與嫦娥五號(hào)探月，“在探月開始的關(guān)鍵階段提供深空網(wǎng)絡(luò)的支持，之后階段還提供備份支持”。

從月球到火星

嫦娥五號(hào)以類似阿波羅的方式收集月球樣本，表明中國(guó)正在為更雄心勃勃的航天任務(wù)開發(fā)所需的技術(shù)。羅格斯登認(rèn)為：“嫦娥五號(hào)只是中國(guó)系列無(wú)人探月航天任務(wù)中的一個(gè)?！?/p>

在嫦娥一號(hào)和嫦娥二號(hào)月球軌道飛行器、嫦娥三號(hào)和嫦娥四號(hào)著陸器和玉兔號(hào)月球車成功發(fā)射后，中國(guó)已經(jīng)制定了針對(duì)月球南極的探測(cè)計(jì)劃。等嫦娥五號(hào)成功地完成任務(wù)，嫦娥六號(hào)將嘗試從月球南極取樣。月球南極是科學(xué)家特別感興趣的區(qū)域，因?yàn)槟抢锟赡苡写罅勘?，還有太陽(yáng)系中最大的隕石坑之一——南極-艾特肯盆地。

更先進(jìn)的嫦娥七號(hào)和八號(hào)也將計(jì)劃在月球南極附近地區(qū)著陸，并分析該地區(qū)的地質(zhì)成分，測(cè)試新技術(shù)，包括檢測(cè)和提取化學(xué)物質(zhì)，如水和氫，這些技術(shù)在未來(lái)的載人登月時(shí)可能用得上，還會(huì)在月球表面測(cè)試3D打印技術(shù)。

中國(guó)探月的長(zhǎng)期目標(biāo)是在2030年左右建立一個(gè)國(guó)際月球科研站，以支持機(jī)器人探月和載人探月。

羅格斯登說(shuō)：“載人探月和機(jī)器人探月相融合，最終將實(shí)現(xiàn)中國(guó)人登陸月球。”

為了在載人航天方面獲得更多經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)將于2021年開始在近地軌道上建造天宮號(hào)空間站。中國(guó)空間站的設(shè)計(jì)壽命約為10年，為中國(guó)將人送往更遠(yuǎn)的太空，積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

嫦娥探月工程也為未來(lái)探測(cè)其他行星的航天任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。中國(guó)已經(jīng)在前往火星的路上有了一個(gè)名為天問一號(hào)的軌道飛行器和火星車，旨在研究這顆紅色星球的化學(xué)組成、磁場(chǎng)和地表結(jié)構(gòu)。

21世紀(jì)20年代末，中國(guó)航天界的一大目標(biāo)是去火星上采樣并帶回地球。嫦娥五號(hào)是實(shí)現(xiàn)這一大膽任務(wù)的關(guān)鍵一步，也是實(shí)現(xiàn)近地小行星采樣任務(wù)的關(guān)鍵一步。

“探測(cè)能力的增強(qiáng)，”肖龍教授說(shuō)，“也是在為探索太陽(yáng)系鋪路?！?/p>

資料來(lái)源 National Geographic