北京時間2020年12月17日1時59分，探月工程嫦娥五號返回器在內蒙古四子王旗預定區域成功著陸，標誌著我國首次地外天體採樣返回任務圓滿完成。
嫦娥五號採回了什麼「土特產」？能被用來研究些什麼？成為大家最關心的話題。
實地採樣的最珍貴之處在於，樣品背後總是蘊含著無限的研究可能。
五十年前蘇聯登月計劃、美國阿波羅計劃採集的樣品，直到今天還在為行星科學家提供新的發現和驚喜。
那麼很有可能，在下一個50年，更多關於月球的迷霧，會由嫦娥五號、六號、乃至七號、八號的樣品來撥開。
1.嫦娥五號攜月球樣品成功著陸，對月球科研意義有多大？
上世紀60年代末至70年代初，前蘇聯用於登月計劃的H-1大推力運載火箭連續四次試射失敗。
與此同時，美國在1969年在全世界的注目下成功實現載人登月。前蘇聯版的登月計劃處在一個十分尷尬的境地。
這讓前蘇聯探月工程的整個團隊都掙扎在焦慮之中。
自阿波羅11號成功登月後，前蘇聯政府就認定，再繼續實施載人登月已無任何現實意義可言。為了在將來的太空競賽中扳回一局，蘇聯決定發展一種新「玩意」。
——就是無人採樣器和無人月球車。
前蘇聯月球探測器
由前蘇聯航空專家巴巴金設計的E-8-5型採樣器是蘇聯首款第三代月球探測器。
它的主要任務就是實現在月球的軟著陸後，對月壤進行採樣調查，並將樣本送回地球。
採集月壤樣本對於阿波羅計劃中的登月航天員來說，不過是舉手之勞，比如首次登月的阿波羅11號在返回時候就一次性攜帶了22千克的樣本。
但對於需要依託遠程遙控的無人採樣器來說，這個任務就要複雜得多。從軟著陸，到落地採樣，再到攜帶樣品上升、返回，每一個步都蘊含著巨大的風險。
月球-16號
為實現這一套複雜動作，採樣器最終的成品非常之大。高四米，底部跨度超4米，重量超5.8噸的大傢伙，是當時世界上最大的無人月球探測器。
終於，在1970年9月20日，月球-16號成功登陸月球。鑽頭成功取回105克的月壤樣本。
蘇聯科學家從這一丁點月壤中得到了海量的重要信息：
樣本中包含七十多種化學元素，月塵中的粉末與顆粒相混合，包含大量玻璃化物質及類金屬顆粒等等。
但相對於這些純科研成果，月球16號本身證明了五人探月所具有的巨大的優勢。這便是探月的多元化意義所在。
從1969年到1976年，美國和前蘇聯6次阿波羅任務和3次月球號任務帶回了月球表面9個區域共計382公斤的月壤和巖石樣本。
這讓全人類對月球的理解向前邁了一大步。
正是這些珍貴的月球樣品，讓我們能夠真正接觸到有明確產地的月球物質，真正在實驗室裡研究這些月球物質。
基於這些月壤樣本，科學家可以建立起月球地質年代劃分，認知月球的演化過程。
但僅僅是量大，還不夠。這些樣品對我們認識月球，依然太局限了。
這些樣品大多來自月球正面中低緯度的月海區域，形成年齡約在42-32億年前。
相當於我們只用月球一部分區域內的「化石記錄」，來定標整個月球超過40億年的歷史。
這顯然意味著，我們對月球的認識不管在空間上還是時間上，都是極為不完整的。
唯一的解決辦法是什麼？——就是重返月球。
去採集到更多來自不同地質背景，形成於不同歷史時期的月球樣品。唯有這樣，我們才能完整還原月球的歷史，甚至去了解地月系統、整個太陽系的過去和未來。
這正是嫦娥五號的意義所在。
嫦娥五號登陸地點選在月球正面風暴洋北部的呂姆克山（Mons Rümker）一帶，並在這裡完成月壤採集。
嫦娥五號計劃著陸採樣區域（白框內），紅點和藍點分別為NASA阿波羅任務和蘇聯月球任務的著陸採樣位置。來源：自然雜誌
呂姆克山有著大量的月海玄武巖，因此嫦娥五號可能採集到形成於10-20億年前的年輕樣品——這將填補月球地質定年和年代劃分上一塊很大的空白。
這是上世紀70年代以來，人類第一次在還未被探測過的月球區域採樣，意義非凡。
除了採集，如何來研究月球樣本，同樣是重中之重。
在70年代，美國曾送給我國1克月球樣本，我國科學家僅利用其中的半克樣品深入研究，就發表了多篇科研文章。
收藏在北京天文館的月球巖石樣本
而這次，我們的嫦娥五號採集回來的月球樣品足足有兩公斤。
探月工程三期地面應用系統主任設計師周琴表示：
接下來，我們會對月球樣品的各種物理參數、化學成分、礦物組成、以及實驗室光譜等，都會進行測量。
進而了解月壤的一些基本特性，為下一步的工程任務，甚至以後建立月球基地獲取一些基礎的信息。在進行樣本研究的千級潔淨間內，配備了數臺充氮密封的實驗操作臺，它可以進行物理參數的分析研究；
而掃描電鏡、電子探針、X射線螢光分析儀則可以進行月球樣本的化學成分、礦物組成的研究。
最終，我們會用儘量無損的方法，進行月壤分析研究。
這些信息，也將為人類研究月球，甚至研究地球本身的演化提供支撐。
2.嫦娥五號攜月球樣品成功著陸，對中國航天意義有多大？
就在幾天前，中國嫦娥五號月球探測器發射之際，美國航天局NASA的推文顯得十分奇怪。
「伴隨嫦娥五號發射升空，中國開始努力加入美國和蘇聯獲取月球樣本的行列。我們希望中國與全球科學界分享它所獲取的數據，以增進我們對月球的了解，就像美國的阿波羅計劃和阿爾特彌斯計劃所做的那樣。」
事實上，對於國際太空合作，中方一直持歡迎態度。國家航天局有關負責人就曾多次對媒體表示，中國國家航天局高度重視航天國際合作與交流。
中國國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華說：
無論探月也好、深空也好，都是為探索宇宙奧秘，都是世界各國的共同責任，尤其航天大國、航天強國更應該突出合作，為人類探索宇宙做更多的貢獻。
我們看到的可能是嫦娥五號在月球「抓了把土」——採集了約2千克樣本。
實則打破的是，美國多年對我國航天科技的技術封鎖。
作為擁有最強技術和最多經驗的美國，儘管他們近些年來不斷號召全球合作，共謀人類未來。
但你會很容易地發現，裡面永遠沒有一個國家。
那就是中國。
首先，美國從法律層面上就明確規定，不得與中國任何航空航天項目進行合作。
從國際空間站合作（ISS）項目，到伽利略導航衛星系統等多個項目，中國一直被排除在所謂的「全球合作」之外。
此外，政治方面美國國會通過《考克斯報告》、頒布國際武器貿易條例（ITAR）等，限制向中國出口軍事科技，這其中就包括航天技術。
再往後就是沃爾夫條款。條款要求NASA不得與有中方背景的任何機構合作，甚至連邀請訪問都不被同意。但就是在這種阻力之下，我們硬是靠著自主創新的能力，讓中國探月工程走出了一條自出創新、打破壁壘的自強之路。
同樣是「無人月球採樣返回」，由於前蘇聯的三次同類型任務為圖省事，而採用的都是「月面直飛地球」的方案。
這種模式，造成其返回艙與大量燃料死重極大地擠佔了實際月球樣本的質量配給空間，致使其三次無人月球採樣任務所取得的月球樣本，加起來的總質量甚至還不到0.5kg。
而相比起前蘇聯的那三次同類型的航天任務而言，我國這次的嫦娥五號的創新點就在於為了採集並帶回這足足兩千克以上的月球樣本。
而我們所採用的，就是我們自主研發的、相比於美國阿波羅載人登月也並不差的技術路徑。縱觀歷史，上一次月軌對接還是1972年阿波羅計劃時完成的。而且不完全是自動化操作，其實是由太空人親自操刀執行的。2020年中國人創造的歷史，是全自動月軌對接成就達成。結果就是，44年後，由中國人再次把月球土壤樣本帶回地球。
嫦娥五號探測器，實現了中國首次在月面自動採樣、首次從月面起飛，首次在38萬千米外的月球軌道進行五人交會對接，以及首次帶著月壤以第二宇宙速度返回地球。
同時，中國還是繼前蘇聯和美國後，第三個完成該任務的國家。
基本驗證了一整套載人登月過程。
並且，一不小心成了擁有球外物質第二多的國家了，2000克月壤！
用老李的話說，「這種富裕仗，我八輩子也沒打過。」
3.嫦娥五號攜月球樣品成功著陸，對世界意義有多大？
16日下午，德國國際廣播電視臺（DW）採訪歐洲航天局資深科學家——馬克·麥考倫（Mark McCaughrean），其中他提到了關於這次嫦娥五號任務中一個非常重要的意義在於，對於未來各國實施載人月球登陸的借鑑性。他提到，這次嫦娥五號的任務中歐洲航天局也進行了合作參與，在探月技術方面進行了比較深入的合作交流。
馬克·麥考倫告訴記者，假如只是取回月球表面的樣品，這次的任務可以簡化很多，成功率也會大大提高。但是這一次中國選擇通過整個任務儘可能的獲取未來載人月球登陸的工程數據。
這也就是為什麼嫦娥五號拿到月球樣品後不是直接返回地球，而是要進行交會對接等一系列複雜操作。
要知道當年蘇聯和美國採集月球樣品的時候都沒有在地外進行過非人工太空飛行器對接。
我國這次嫦娥五號在著陸和返程過程中進行了很多看似並不需要的複雜操作，這也為未來的載人飛船的回程過程獲取了難能可貴的實戰數據。
馬克·麥考倫表示：
中國和我們進行了非常積極的科學研究合作，我們（歐洲航天局）的太空人也會與中國太空人一起接受訓練。這就是合作的意義。也的確，中國航天這幾十年來的發展，一直積極推動國際合作，已經與45個國家和國際組織籤署了140餘份航天合作協定。
國際合作
與法國聯合研製了中法海洋衛星、天文衛星;
與義大利聯合研製了中意電磁衛星;
與巴西聯合研製的中巴地球資源系列衛星，被譽為「南南高技術合作」的典範;
在嫦娥四號任務中與德國、荷蘭、瑞典、沙特、俄羅斯、阿根廷等國開展了積極的國際合作，並於今年4月發布了嫦娥六號和小行星探測上的合作機遇公告;
將高分一號、高分六號衛星16米解析度光學數據，對全球開放共享。
這些舉措為擴大更多的國家，特別是發展中國家共享空間技術成果，推進社會經濟發展帶來了福祉。
國家航天局局長張克儉就曾表示：
中國主張在平等互利、和平利用、包容發展的基礎上，加強航天國際交流與合作，共享航天發展成果。
據了解，未來中國還將進行火星採樣返回、小行星探測、木星探測等深空探測項目。
中國國家航天局同樣願與各國航天機構、空間科學研究實體及國外空間科學愛好者攜手，在後續重大航天工程任務中加強合作，共同推進航天事業發展。
也許幾百年後，歷史課堂上的孩子們從書中回看2020這個波詭雲譎的年份，瘟疫，災害與爭鬥或許都將化作古代的野蠻常態被擱置一隅；
而「人類重返月球」則有可能被視為古人那紛亂而無奇的爭鬥中難得的、代表了文明向前的、進步的一抹亮色。
星空浩瀚無比，探索永無止境。
來源：澎湃新聞
審讀：譚錄崗