近日，由中國國家航天局和中國科協(xié)聯(lián)合出品的《神奇的嫦娥五號》科普紀(jì)錄片在北京發(fā)布，再現(xiàn)了嫦娥五號探月之路。嫦娥五號實現(xiàn)月面“挖土”“起飛”背后有哪些“花絮”？嫦娥六號如何實現(xiàn)月球背面采樣？目前研制進(jìn)展如何？對此，中國探月工程三期總設(shè)計師胡浩進(jìn)行了專業(yè)解讀。

向地質(zhì)學(xué)家取經(jīng)

為實現(xiàn)月球采樣，胡浩帶領(lǐng)科研團(tuán)隊走訪了許多地質(zhì)學(xué)家和相關(guān)研究單位，學(xué)習(xí)在地球上“挖土”的經(jīng)驗，包括挖土方法、設(shè)備等。在他看來，前往月球要靠航天技術(shù)，但更熟悉“挖土”的是地質(zhì)研究者。

研制月球采樣設(shè)備需要攻關(guān)不少難題。比如，如何保持月壤樣品罐子的真空狀態(tài)、采樣設(shè)備如何適應(yīng)月球表面的高溫工作環(huán)境等。胡浩指出，由于著月面積很小，嫦娥五號究竟會落在巖石上還是土坑中，很難預(yù)知。因此，月壤采集器需要適應(yīng)更為寬泛的采樣環(huán)境，確保即使著陸在地質(zhì)堅硬處，也能采集到樣品。

據(jù)悉，嫦娥五號任務(wù)采用了表取和鉆取兩種“挖土”模式。胡浩透露，在表取方面，科研團(tuán)隊其實設(shè)計了“鏟”和“抓”兩種表取采樣方法。由于鏟取順利，團(tuán)隊沒有再用抓取模式。鉆取主要針對較硬的地質(zhì)，需要保證“鉆得進(jìn)去，兜得上來”。

嫦娥五號軌道器和上升器組合體（效果圖）

從月球起飛有何難度

嫦娥五號任務(wù)是中國首次實現(xiàn)從地外天體返回。相比在地面發(fā)射火箭，從月球起飛有何難度？胡浩解釋，月球上沒有像地面一樣完整的航天發(fā)射保障系統(tǒng)，需要以月球著陸器為平臺發(fā)射上升器，后者相當(dāng)于火箭，將月壤罐子送回地球。

“從火箭發(fā)射的角度看，上升器和發(fā)射平臺之間的距離越大越好，以避免發(fā)射時火焰反噴到箭體，但距離過大，又容易導(dǎo)致重心不穩(wěn)。”胡浩說，“這些都是全新環(huán)節(jié)，需要充分驗證，這也是我們?yōu)槭裁匆?0 年時間來研制攻關(guān)?！?/p>

探索月球之旅如此漫長艱辛，為何要一直堅持？胡浩表示，作為距離地球最近的地外天體，月球的特殊環(huán)境及資源可為人類所用。比如，月球其中一面始終面向地球，人類可以利用這一特點在月球上架設(shè)探測器等，實現(xiàn)長期穩(wěn)定地觀測地球。特別是針對地球上的板塊運動、磁層變化等大尺度觀測，月球是非常好的觀測平臺，它就像地球的一面“鏡子”。

嫦娥六號“挖土”難在哪兒

據(jù)中國國家航天局此前公布的消息，探月工程四期今年正式啟動工程研制，其中包括嫦娥六號從月球背面采樣返回任務(wù)。

相比嫦娥五號在月球正面采樣，嫦娥六號任務(wù)面臨通信難題。胡浩指出，在月球背面無法實現(xiàn)電波傳輸，需要借助中繼衛(wèi)星，這意味著信息傳輸要“拐個彎”才能到達(dá)地球，可能會導(dǎo)致一定誤差。

另外，在嫦娥五號約48 小時的“挖土”“打包”過程中，月地通信始終暢通，地面可以實時監(jiān)測探測器的情況。胡浩稱，這在月球背面難以實現(xiàn)，中繼衛(wèi)星不可能始終位于上方將信息傳回，地面科研人員將無法每時每刻掌握嫦娥六號的執(zhí)行情況，這些都可能給任務(wù)帶來風(fēng)險。

據(jù)悉，中國探月工程的國產(chǎn)化率如今已經(jīng)十分可觀。胡浩曾進(jìn)行過統(tǒng)計，嫦娥一號任務(wù)的國產(chǎn)化率超80%。但進(jìn)口器件所占經(jīng)費也超80%。然而，在嫦娥五號任務(wù)中，國產(chǎn)化率達(dá)95%以上，引進(jìn)器件所占經(jīng)費大幅下降，約20%。

胡浩指出，在十幾年的研制過程中，中國電子器件發(fā)展很快，對進(jìn)口器件的替代效果明顯。從目前情況看，嫦娥六號的國產(chǎn)化率又有進(jìn)一步提高。

所謂“中國很可能占領(lǐng)月球”是無稽之談

美國國家航空航天局局長尼爾森此前接受媒體采訪時稱，中國的太空計劃是一個軍事太空計劃，很可能占領(lǐng)月球。對此，胡浩表示，這是無稽之談。中國的月球探測計劃從最開始就是以科學(xué)問題為導(dǎo)引的航天系統(tǒng)工程，所有探索月球的設(shè)想都是基于預(yù)先設(shè)定的科學(xué)目標(biāo)。

“從嫦娥一號到嫦娥五號，我們的科學(xué)目標(biāo)、在月球上的工作、取得的成果一直在不斷向外發(fā)布，這完全是一個科學(xué)探索工程?！焙普f，“美國國家航空航天局局長的表述是沒有依據(jù)的?！?/p>

胡浩表示，中國在月球探測方面依然會秉持公開開放的態(tài)度。目前，中國已向國外征集嫦娥六號任務(wù)載荷搭載。此外，已有外國科學(xué)家參與研究嫦娥五號帶回的月壤，中國獲取的月壤后續(xù)也會逐漸向國外開放。