月球上的土,為什麼這麼珍貴?

2020-12-05 澎湃新聞

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24日凌晨4時30分，我國在中國文昌航天發射場，用長徵五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，順利將探測器送入預定軌道，開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。

圖片來源：中國航天網

這次「嫦五」奔月，也是我國探月工程三期的收官戰。

嫦娥一號實現了環繞月球探測，嫦娥二、三、四號實現了月面軟著陸、月面就位探測和巡視探測，而這次的嫦娥五號，則要實現無人採樣返回。

說的簡單點，就是去月球挖點土帶回來。要是比作外賣，就好比是中國下了個單，內容就是月球上的土，然後嫦娥五號就像快遞員，接了單去月球挖土再帶回來。

雖然說起來很簡單，但是要真正實現，卻是一個極其複雜的系統工程。

嫦五是我國研製的
最為複雜的太空飛行器系統之一

為了完成「去月球挖土」的任務，嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器和上升器4器組成，分為15個分系統，是迄今為止我國研製的最為複雜的太空飛行器系統之一。

嫦娥五號探測器示意圖

首先，長徵五號運載火箭將嫦娥五號探測器送入地月轉移軌道。

探測器和火箭分離後，經過飛行、中途修正、近月制動減速後進入環月軌道。

軌返組合體（軌道器和返回器的合體）繼續換月飛行，著陸上升組合體（著陸器和上升器的合體）則降落至月面。

在月球表面，嫦娥五號進行科學探測和鑽取、採樣、樣品轉移和封裝等工作。

然後上升器以著陸器為平臺，攜帶月球樣品起飛，與軌返組合體進行交匯對接，並把樣品轉移至返回器內部。

嫦娥五號開始返回地球，返回器與軌道器分離，進入地球大氣層，並著陸於內蒙古四子王旗著陸場。

光看這個大致的過程，就知道整個工程有多麼困難和複雜。而地月之間平均單程距離約為38萬公裡，走一個來回將近80萬公裡，月球樣品中究竟有哪些奧秘值得我們如此費力去挖掘？

科學研究&月球資源開發

目前已經知道幾乎整個月球表面都覆蓋著一層細粉狀的風化物質——月壤。月壤是人類用於研究月球的樣本，實際上月壤指的不僅僅是月球上的土壤，還包括臥或埋於粉狀風化物中的直徑數米的巖石。由於長期的小天體撞擊，大塊的基巖僅出露於陡峭的山脈、撞擊坑和火山通道的峭壁等處。

在人類的探月歷史上，有很多航天大國都曾去到月球採樣。

蘇聯月球16號探測器從月球豐饒海取回了一塊101克的小樣本。月球20號探測器和月球24號探測器則分別從阿波羅尼厄斯高地和月球危海採集到了55克與170克樣品。

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。

月壤是研究月球的樣本，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。科學家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。

科研人員通過研究發現，月壤中含有大量微小的橘紅色玻璃形式顆粒，這些顆粒一般富含鋁、硫和鋅，它們是在月幔部分融化過程中，於月球表面下約300千米深處形成，因火山活動而噴出到月球表面。通過對樣品的分析與實驗證實，月壤和月巖中氧化鐵的含量很高，從中可以製取水和氧，未來可利用月面物質支持月球基地的運行，並為登月飛行器補充燃料。

更重要的是，科學家還在採集回來的樣品中發現了核聚變的理想原料氦-3。按照目前地球的能源消耗規模，月球上的氦-3用於核聚變發電後能夠滿足人類約1萬年的能源需求。

月球上的土到底有多貴？

由於從月球上挖下來的土，都歸政府所有，一般來說是不會拿來賣的，不過卻有一個例外。

2018年，紐約蘇富比拍賣行拍賣了3粒小型月球巖石，這是1970年由蘇聯月球探測器從月球取回的，最終以85.5萬美元成交。

據蘇富比拍賣行介紹，這3粒月巖尺寸不大，在2 x 2毫米到1 x 1毫米之間，是人類得到的首批月球巖石標本，極為珍罕。據悉，這些月球樣本是蘇聯「月球16號」無人月球探測器於1970年採集的，最初由蘇聯政府贈給其早期火箭和衛星項目負責人謝爾蓋•科羅廖夫(Sergei Pavlovich Korolev)的遺孀尼娜•科羅廖娃(Nina Ivanovna Koroleva)。

由其遺孀在1993年12月首次經蘇富比公開拍賣，因而合法流入收藏家市場。

這3粒巖石的總重量為0.2克，拍出了85.5萬美元，以此計算，每克月球巖石的價格應該為427.5萬美元。以今天的人民幣對美元的匯率，兌換成人民幣大概為2813.7萬。