紅網時刻記者 黃河 綜合報導
2020年11月23日18時30分許，長徵五號遙五運載火箭開始加注液氧液氫低溫推進劑，計劃於24日凌晨4時-5時擇機實施發射任務。
這是長徵五號系列運載火箭的第二次應用性發射，將運送探月工程嫦娥五號探測器至地月轉移軌道，實施中國首次地外天體採樣返回任務，說通俗一點，就是去月球上挖土並帶回家。
為什麼要去月球上「挖土」？
月壤中存在大量對於地球來說十分寶貴的礦產資源，如稀土以及氦-3，其中鋯等稀土則是作為高科技產品必不可少的材料，而氦-3是未來清潔、高效核能源的關鍵。與此同時，對月壤的研究還可以為人類未來在其他太空領域的探索打下基礎。
除此之外，月壤由月球巖石在遭受隕石撞擊、太陽風轟擊和宇宙射線輻射等空間風化作用後形成，其中有大量的月球巖石碎塊、礦物及隕石等物質。通過研究這些月壤物質，既可以了解月球的地質演化歷史，也可以為了解太陽活動等提供必要的信息。
20世紀60年代末至70年代初。美國阿波羅計劃先後於月球表面採集了2315塊樣本，帶回了總計約380千克的月巖與月壤。蘇聯則通過月球計劃16、20和24號任務，總共攜返約324克的月巖與月壤。這些樣本對人類對月球地質演化的破譯起到了十分寶貴的作用，在此後產生了大量的科研成果。
因此，中國作為航天大國，採集月球土壤帶回來做科學研究，勢在必行，也是中國探月計劃「繞」「落」「回」三個階段中最後一個階段。中國也將成為繼美國與俄羅斯之後，第三個實現月球採樣返回的國家。
此次嫦娥五號出徵的預選著陸地區也很有特色，具有較高的研究價值，其預計著陸地為月球正面風暴洋西北部呂姆克山脈附近的月海平原，是一個與以往美國阿波羅計劃和蘇聯「月球」號任務採集月壤時完全不同的新地點，此前從未有其他國家的探測器到訪過。風暴洋相對較年輕，富集鈾、釷、鉀等放射性元素，該地存在大約13億至20億年前的玄武巖，獲得這些年輕玄武巖的同位素年齡，將有助於推進對月球火山活動和演化歷史的認識。
嫦娥五號為何能一趟採回重達2千克的月壤？
1969年7月至1972年12月，美國通過阿波羅11號到阿波羅17號載人飛船實施了7次載人登月任務，除了阿波羅13號因發生故障中途返回，其餘6艘飛船皆完成登月，成功將12名航天員送上月球，共帶回月壤和月巖樣品約381.7千克。
蘇聯月球16號、月球20號和月球24號3個無人月球探測器進行了3次月球採樣返回任務，帶回的月球土壤樣品僅約330克。
而中國此次僅嫦娥五號一個探測器就計劃從月球上採集重達2千克的月壤或月巖樣品。
採樣重量會出現這麼大的差別，是因為當時的蘇聯尚未掌握月球軌道無人交會對接技術，所以其3次無人月球採樣任務採用的都是月面起飛直接返回地球方案，這樣其上升器需要克服返回艙與大量燃料帶來的巨大負重，因此極大壓縮了採樣重量。而嫦娥五號計劃採用具有世界領先水平的月球軌道無人對接方案轉移月壤，上升器不用搭載返回艙，只需少量燃料，因此採樣重量呈幾何級提高。
去月球上「挖土」並帶回有多難？
首先，封裝技術是整個過程中最關鍵的一步，也是中國以前從未嘗試過的。美國的「阿波羅」登月計劃中，對於採樣瓶的密封是人工操作。而中國此次所有的操作，都要靠月球上的探測器與地球上的指揮部一同協作完成。
嫦娥五號機械臂在採集月壤樣本之後，將之通過一系列方式送入上升器中，予以第一次封裝，防止在離開月球的過程中出現損耗。第二次封裝則是上升器的月壤轉移到再入器中，來保護月壤樣品不受再入時惡劣環境的影響。
其次，樣品已經裝在行囊裡了，那麼如何從月球帶回家呢？
月球表面和地球環境不一樣，它沒有大氣層，而且地勢複雜。怎麼導流，如何散熱等，都是問題。而且，探測器在月球起飛的過程中，不能像在地球一樣進行高精度的測量跟蹤。這就需要根據對月球的了解，模擬環境來設計方案。
綜合整個人類航天歷史來看，月面起飛返回有兩種方式：一種是操作艙直接從月面加速起飛至月球逃逸速度，然後進入月地轉移軌道返回地球；另一種是從月面起飛進入環月軌道，經過與操作艙和返回艙交會對接後返回地球，或者不經過交會對接，直接返回地球。
比較起來，第二種方案風險較小，可以通過地面測控系統調整返回艙，讓它進入最優月地返回軌道。不僅是現在，這種方案也會是未來月球採樣返回的首選方式。