醋醋

“阿波羅17號(hào)”采回的70017樣品

地球上最古老的石頭（LPI）

起源石，N1表示1英寸（LPI）

1978年5月20日中午，晚春的北京開完最后一叢洋槐花，空氣中還殘留著一絲花香。

美國(guó)副總統(tǒng)專機(jī)“空軍二號(hào)”降落在北京機(jī)場(chǎng)，飛機(jī)上的布熱津斯基透過舷窗看見黃華，不禁暗自高興。

黃華時(shí)任中國(guó)外交部部長(zhǎng)，他親自接機(jī)表明這次訪問級(jí)別很高，兩國(guó)關(guān)系很有可能更進(jìn)一步。

作為美國(guó)前總統(tǒng)卡特的國(guó)家安全事務(wù)助理，布熱津斯基此行的目的只有一個(gè)：重啟尼克松下臺(tái)后停滯不前的中美關(guān)系，盡快推動(dòng)中美建交。為表誠(chéng)意，布熱津斯基還帶來兩件特殊的禮物——一面中國(guó)國(guó)旗與一顆巖石，它們都來自月球。

當(dāng)時(shí)的中央領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為，旗幟有沒有上過月球無從考證，巖石可以交給專業(yè)人士“驗(yàn)明正身”。

此人遠(yuǎn)在貴陽，被中共中央辦公廳一個(gè)電話喊到北京。他打開裝著月球石的玻璃盒時(shí)愣住了，樣品不到一粒黃豆大。原來美國(guó)人用凸透鏡做玻璃盒，放大了形狀，看上去拇指大小的巖石其實(shí)只有1克。

他小心地把月球石剖成兩半，0.5克拿來做研究，0.5克送給北京天文館珍藏。通過4個(gè)月的分析，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)寫出了14篇論文，巖石的真身一一浮現(xiàn)。他甚至推斷出這是由“阿波羅17號(hào)”飛船采集來的樣品，在參考美國(guó)公布的數(shù)據(jù)后，他告訴美國(guó)人，你們這塊巖石的編號(hào)是70017-291。

他就是“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)，“嫦娥”探月工程首席科學(xué)家。他當(dāng)時(shí)一定不會(huì)想到，42年后的“嫦娥五號(hào)”，一次挖回來2千克月球樣品，一掃當(dāng)年的窘迫。

2020年12月17日凌晨2點(diǎn)，“嫦娥五號(hào)”的返回器降落在內(nèi)蒙古四子王旗草原。

對(duì)于中國(guó)這次探月行動(dòng)，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）發(fā)了一條推特，內(nèi)容大概為：中國(guó)“嫦娥五號(hào)”已經(jīng)開始努力獲取月球樣本，我們希望中國(guó)向全球科學(xué)界分享數(shù)據(jù)，以增加我們對(duì)月球的了解，就像當(dāng)年“阿波羅”任務(wù)那樣。

月亮活著嗎

從1969年到1972年，美國(guó)6次將12人送上月球挖土，“一鎬一鎬”挖回來381.7千克月球樣品。

1971年，“阿波羅15號(hào)”降落在月球上的亞平寧山，戴維·斯科特從月球車下來沒走幾步，就踢到一塊水晶，水晶在白色與灰色之間輪轉(zhuǎn)，非常美麗。同伴詹姆斯·歐文當(dāng)時(shí)心有所感，仿佛這塊水晶正在那兒等待他們到來。

他們認(rèn)為這是原始月殼的一部分，至少有45億年歷史，并將其命名為“起源石”，這是“阿波羅登月計(jì)劃”帶回的最著名的月球樣品。

“阿波羅12號(hào)”指令長(zhǎng)阿蘭·比恩是第4個(gè)登上月球的人，他曾在月球發(fā)誓：“如果我能回到地球，我將做自己喜歡做的事?！北榷飨矚g做的事是繪畫，他用混合了月塵的油彩繪畫，畫的全是他看過的月球景色，其中一幅《阿波羅精神》在其個(gè)人官網(wǎng)上售價(jià)高達(dá)433700美元。

當(dāng)比恩揮毫潑墨之際，歐陽自遠(yuǎn)領(lǐng)銜的中科院地球化學(xué)研究所正圍著0.5克月球石忙碌，慎之又慎。這后面還排著一串長(zhǎng)隊(duì)等著拿月球石做研究，中科院原子能研究所、中科院原子核研究所、中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所……

就算這次我們帶回來2千克月球樣品，相比美國(guó)的381.7千克依然是小巫見大巫，美國(guó)人到底圖什么呢？

這還得從當(dāng)年美蘇太空爭(zhēng)霸說起。放衛(wèi)星上天，加加林從太空看地球，蘇聯(lián)人贏得兩輪頭彩，讓美國(guó)急得不行。

1961年，肯尼迪放下狠話，10年內(nèi)美國(guó)必須搶在蘇聯(lián)人前面登月，“阿波羅登月計(jì)劃”從此正式開始。這項(xiàng)任務(wù)的過程很復(fù)雜，結(jié)果很簡(jiǎn)單——只要送人到月球上走一走就算贏，至于落在月球哪里根本不重要。

月球正面低緯度地區(qū)離地球近，為降低任務(wù)難度，美蘇航天器的著陸點(diǎn)都選在這個(gè)范圍內(nèi)。

1969年7月20日，世界時(shí)間20：17，“阿波羅11號(hào)”登月艙降落在月球上，著陸點(diǎn)約在北緯0°、東經(jīng)23°。阿姆斯特朗爬出艙門的時(shí)候，蘇聯(lián)的“月球15號(hào)”剛好從他頭上掠過。

“月球15號(hào)”是“嫦娥五號(hào)”的先驅(qū)，它在“阿波羅11號(hào)”發(fā)射前3天升空，希望搶在美國(guó)人之前登陸月球并采樣返回，好讓蘇聯(lián)人挽回一點(diǎn)顏面。為了避免與“阿波羅11號(hào)”相撞，蘇聯(lián)還把“月球15號(hào)”的軌道參數(shù)透露給了美國(guó)。

然而天不遂人愿，“月球15號(hào)”墜毀失事。

它的“遺愿”只能讓一年后的“月球16號(hào)”完成——帶回101克樣品。

“阿波羅11號(hào)”落地區(qū)域叫“靜海”，“月球15號(hào)”落地區(qū)域叫“危?！?，“月球16號(hào)”落地區(qū)域叫“豐富?！保鼈兌际且獯罄駥W(xué)家喬萬尼·里喬利在1651年一拍腦袋取的名字。

“危?！敝亓υ鰪?qiáng)，說明地下有高密度物質(zhì)，形成了質(zhì)量瘤，至于是什么物質(zhì)，只有留待以后深度鉆探才知道。

美國(guó)人將首次登月地點(diǎn)選在“靜?！保恰拔：！?，是因?yàn)?968年，美國(guó)5艘月球探測(cè)器在“危?！敝行奶綔y(cè)到月球上最大的質(zhì)量瘤，美國(guó)人感覺惹不起就閃了。

戰(zhàn)斗民族的脾氣是不服就干?！霸虑?6號(hào)”“月球20號(hào)”在“豐富?！辈蓸映晒Ψ祷睾?，蘇聯(lián)卯上了“危?！?，誓要告慰“月球15號(hào)”的“在天之靈”。

右邊那處洼地即是危海。鮑國(guó)全攝

1976年8月18日，“月球24號(hào)”在距“月球15號(hào)”躺倒的2.3千米處成功著陸，并帶回170克月球地表下方2米深處的月球樣品。

“月球24號(hào)”登陸之后，人類再無探測(cè)器登陸月球采樣，直到2020年“嫦娥五號(hào)”翩然而至。

美蘇在月球一共采樣382千克，都是無價(jià)之寶。2018年，紐約蘇富比拍賣行拍賣了3粒小型月球巖石，總重量為0.2克，來自科羅廖夫的遺孀，最終以85.5萬美元成交。

當(dāng)然，月球樣品的價(jià)值不是金錢可以衡量的，美國(guó)對(duì)“嫦娥五號(hào)”采樣感興趣，主要還在于它的著陸點(diǎn)與眾不同，那里遠(yuǎn)離“阿波羅”和“月球號(hào)”采樣區(qū)，極可能存在與之前的樣品不同的巖石類型。

2018年，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)教授肖龍研究組發(fā)表了一篇論文，強(qiáng)烈建議“嫦娥五號(hào)”在呂姆克山東部的Em4地質(zhì)區(qū)著陸，這里形成于約12億年前，是呂姆克山及整個(gè)月球最年輕的區(qū)域。

據(jù)新華社報(bào)道，“嫦娥五號(hào)”著陸點(diǎn)在北緯43.1°、

經(jīng)51.8°，正好位于Em4地質(zhì)區(qū)。

月球火山運(yùn)動(dòng)在32億年前就基本結(jié)束了，美蘇著陸地區(qū)采集的月球樣品，年齡集中在44億～31億年前?！版隙鹞逄?hào)”帶回來的是距今最近一次的月球巖漿活動(dòng)的樣品。

通過對(duì)這些樣品的研究，科學(xué)家試圖解釋，月球作為一個(gè)相對(duì)較小的天體，內(nèi)部為何能夠存在如此長(zhǎng)久的巖漿活動(dòng)，從而可能提出新的月球內(nèi)部演化模型，并為其他行星的演化過程提供參考。

“嫦娥五號(hào)”帶回來的月球樣品可能為人類提供完整的月球歷史，這將徹底改變我們對(duì)月球和太陽系的理解。

月球“濕”了

2020年10月26日，NASA宣布“首次”在有陽光照射的月球表面發(fā)現(xiàn)水，全世界媒體蜂擁報(bào)道，只有俄媒潑來一盆冷水：這事兒我們40多年前就曉得了。

更讓美國(guó)人沮喪的是，1976年，美蘇為了緩和關(guān)系互換了1克月球巖石，蘇聯(lián)的這1克就來自170克“危海”樣品。坐擁381.7千克月球樣品的美國(guó)人八成沒把這當(dāng)一回事，隨手扔到一邊，沒有好好研究，否則何至于到現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)月球上有水。

1998年與2009年，美國(guó)先后發(fā)射探測(cè)器，通過中子探測(cè)儀與3微米紅外波段探測(cè)，發(fā)現(xiàn)月球有水的間接證據(jù)——?dú)?，并繪制了月球南北兩極的水冰分布。

下一步，找出月巖、月壤中水的成因和賦存狀態(tài)，是“嫦娥五號(hào)”帶回來的2千克月球樣品要解答的科學(xué)問題之一。

建設(shè)月球基地，水資源無比珍貴。我們現(xiàn)在從地球向月球發(fā)射一升瓶裝水的成本為3.5萬美元，這個(gè)成本非常高。無法在當(dāng)?shù)厝∷虑蚧鼐秃茈y維持下去，這也是為何在“阿波羅計(jì)劃”完成之后，美國(guó)喊了半個(gè)世紀(jì)重返月球建基地卻至今沒見行動(dòng)的重要原因。

現(xiàn)在好了，月球終于“濕”了，月球基地還會(huì)遠(yuǎn)嗎？

月球兩極有些地方是永久性陰影區(qū)，溫度一般都在零下163.15℃，彗星、隕石帶來的水分，或者它們撞擊羥基轉(zhuǎn)化的水分都被極低溫禁錮在隕石坑中，形成一個(gè)個(gè)深井冰，叫作“冷阱”。在這里，水不僅是結(jié)冰那么簡(jiǎn)單，還會(huì)硬得像一塊石頭，并且在長(zhǎng)達(dá)10億年的時(shí)間內(nèi)都被冰封在這里。

科學(xué)家估計(jì)，月球表面的冷阱加起來超過4萬平方千米的冰，相當(dāng)于安大略湖大小的兩倍。人類可以很方便地利用太陽能獲取月球儲(chǔ)存的冰資源。

這里是建立第一個(gè)月球基地的理想?yún)^(qū)域。水資源保證了基地的長(zhǎng)期運(yùn)作，為進(jìn)軍火星鋪路，還有利于開采月球上的“石油”氦-3，這是一種理想的核聚變?cè)?，整個(gè)地球的儲(chǔ)量只有20噸，月球總儲(chǔ)量大約為100萬噸，可以滿足全球人類一萬年的能源需求。

雖然聯(lián)合國(guó)在1984年通過了《關(guān)于各國(guó)在月球和其他天體上活動(dòng)的協(xié)定》（簡(jiǎn)稱《月球協(xié)定》），規(guī)定月球及其自然資源是人類共同的財(cái)產(chǎn)，但基于“先到先得”這個(gè)放之四海皆準(zhǔn)的規(guī)則，對(duì)月球資源與空間的利用取決于誰能更早地建設(shè)基地。

本來美國(guó)在這方面遙遙領(lǐng)先，“阿波羅計(jì)劃”完成后，下一步就是建設(shè)月球基地，但一來當(dāng)時(shí)不知道月球上有水，估算花費(fèi)太大，實(shí)際回報(bào)太小;二來蘇聯(lián)人跑不動(dòng)了，已經(jīng)下場(chǎng)休息，美國(guó)干脆也拍拍屁股走人，玩航天飛機(jī)與空間站去了。

50年后，美國(guó)突然發(fā)現(xiàn)，這條賽道上多了一名中國(guó)選手。

星辰大海

1994年1月25日，美國(guó)發(fā)射“克萊門汀”探測(cè)器再探月球，一大任務(wù)就是找水，奏響了人類重返月球的序曲。

眼看老司機(jī)又有新動(dòng)作，歐洲、日本也鬧著要上車。

月球似乎唾手可得。第二年，這些國(guó)家又在德國(guó)漢堡召開了有關(guān)月球資源的會(huì)議，協(xié)調(diào)各方制定利益瓜分策略。

雖然中國(guó)沒有參加上述會(huì)議，但歐陽自遠(yuǎn)在1994年開始深入規(guī)劃中國(guó)的探月工程，他提交了《我國(guó)開展月球探測(cè)的必要性與可行性》報(bào)告并獲得通過。

2004年，我國(guó)宣布正式啟動(dòng)探月工程，采用家喻戶曉的“嫦娥”命名，分為繞、落、回三個(gè)階段，制定了2020年以前在月球采樣返回的目標(biāo)，為以后的載人登月、建設(shè)月球基地打下基礎(chǔ)。

16年來，中國(guó)基本上按照原定計(jì)劃一步一步地完成了所有的階段目標(biāo)。加上預(yù)研，中國(guó)的登月計(jì)劃走過了26個(gè)春秋。

“嫦娥五號(hào)”之后，“嫦娥六號(hào)”計(jì)劃在月球南極進(jìn)行采樣，“嫦娥七號(hào)”計(jì)劃執(zhí)行月球南極綜合探測(cè)，包括地形地貌、物質(zhì)成分等，“嫦娥八號(hào)”驗(yàn)證能否采用3D打印技術(shù)，利用月壤建成科研基地……中國(guó)馬不停蹄。

美國(guó)在2004年由小布什政府宣布“太空探索新構(gòu)想”，并在此基礎(chǔ)上于2005年推出“星座計(jì)劃”，力爭(zhēng)在2015年讓美國(guó)宇航員重返月球，在月球建立基地。

美國(guó)的航天能力依然強(qiáng)悍，不可小覷，如果SLS能夠在2021年成功首飛，這種運(yùn)載能力達(dá)到165噸、超越“土星五號(hào)”的火箭，將大大推進(jìn)美國(guó)重返月球的進(jìn)程。

民間航天也是美國(guó)的一大亮點(diǎn)。SpaceX正在研發(fā)的星艦，有效載荷最高可達(dá)150噸，飛船載人能力超過100人，遠(yuǎn)超當(dāng)前的上限7人，目標(biāo)是可重復(fù)使用，前往月球、火星等外星著陸。雖然最近一次實(shí)驗(yàn)SN8爆炸了，不過一旦成功，就會(huì)改變?nèi)祟惡教煲?guī)則。甚至連亞馬遜這樣的電商巨頭也進(jìn)入航天領(lǐng)域，欲與SpaceX一決高低。

總的來說，中國(guó)勝在整體計(jì)劃的系統(tǒng)周密與連續(xù)性，但在火箭運(yùn)載技術(shù)上有待加強(qiáng);美國(guó)勝在多年來積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但受政治因素干擾總是斷檔。中美之間形成的這種太空競(jìng)賽，更像一場(chǎng)馬拉松，誰第一個(gè)建月球基地并不重要，重要的是誰能長(zhǎng)期穩(wěn)定地持續(xù)下去。比拼的根本，偏向于整體系統(tǒng)的工程能力，而非某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)的突破，在這方面中國(guó)人更具優(yōu)勢(shì)。無須妄自菲薄，我們的前方是星辰大海。

中美以及全世界的太空長(zhǎng)跑，每個(gè)參與者都是贏家。真正要拼的，是“子子孫孫無窮盡也”地對(duì)科學(xué)的傳承。

（山 兒摘自微信公眾號(hào)“醋話集”，本刊節(jié)選）