嫦娥五號月球「挖土」完成，中國首次去月球「挖土」有哪些重大意義？

2020-12-05 華輿

12月2日22時，經過約19小時月面工作，中國探月工程嫦娥五號探測器順利完成月球表面自動採樣，並已按預定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。圖為嫦娥五號探測器在月球表面自動採樣。 （中新社發 中國國家航天局 供圖）

華輿訊 據新華視點報導，北京時間12月2日4時53分，探月工程嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了月球鑽取採樣及封裝。目前，著陸器和上升器組合體正按計劃進行表取採樣。

為什麼要去月球「挖土」？

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。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科研站的運行，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。

事實上，嫦娥五號將帶回的「土」，具有更高的天然放射性元素濃度，能幫助科學家研究月球地質演化歷史、了解太陽活動，也將為人類開採月球資源鋪平道路。

為了去月球「挖土」，主要航天國家都很拼。蘇聯月球16號探測器從月球取回了一塊101克的小樣本，月球20號探測器和月球24號探測器則分別採集到了55克與170克樣品；1969年7月至1972年12月間，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382千克。

中國在2004年立項的嫦娥探月工程規劃包括無人月球探測、載人登月和建立月球基地三個步驟。嫦娥五號此次探月任務是無人月球探測階段的最後一步。

國家航天局探月與航天工程中心副主任、嫦娥五號任務新聞發言人裴照宇表示，嫦娥五號任務是我國探月工程「繞、落、回」三步走中「回」這一步的主任務，要實現月球表面採樣返回。這次嫦娥五號的任務是帶回約2千克月壤。

挖土前造了11年「月壤」

早在2009年，天津大學空間力學團隊崔玉紅教授和王建山教授就開始在實驗室裡「造土」——尋找各種合適的材料，儘量符合月球表面土壤的各種參數，部分成果最先應用於嫦娥三號。

此次嫦娥五號降落在呂姆克山，同嫦娥三號和嫦娥四號著陸地點不同，並且著陸器的重量不同、任務不同，在月貌試驗場內，空間力學團隊根據不同參數順利完成了20多種不同的月貌模擬試驗，特別是模擬出月坡、月坑、月石等多種組合和極端工況。

為何選擇兩種「挖土」模式？

據國家航天局介紹，嫦娥五號探測器自動採樣任務採用表鑽結合，多點採樣的方式，設計了鑽具鑽取和機械臂表取兩種「挖土」模式。

航天科技集團五院嫦娥五號探測器系統副總設計師彭兢介紹稱，單一的採樣方式獲取的樣品形式種類和總量等方面受限制比較多，用兩種方式能夠獲得更多種類、更多數量的樣品。另外我們從工程本身來講，設計鑽取和表取這兩種方式，可以互為備份。

「挖土」意義重大

長久以來，中國人研究月球的地質演化基本上只能通過撞擊坑的疊置關係以及國外的月球數據來進行，但是從中國的登月計劃開始實施以來，我們逐漸有了豐富的月表探測數據。挖回來的月樣對於我們研究月球的演化歷史無疑具有很重要的作用。

此外，研究這些月壤，一方面能夠揭示出在月球上發生過的隕石撞擊事件的細節，另一方面則能夠為我們揭示在空間中的物質經歷空間風化的過程，為將來的星際建築和設備抵禦空間風化做準備；另外，更為細小的月塵則容易漂浮，在月球條件中，月塵的漂浮會導致太空人視覺模糊、探測器光學元件汙染、能源與熱控系統衰退、機械磨損和故障等，研究這些物質也能夠為將來的月球探測工作和月球基地建設工作提供防塵的方案。

俄羅斯科學院航天研究所核行星學科室主任伊戈爾·米特羅法諾夫2日在接受俄衛星通訊社採訪時表示，「嫦娥五號任務是創新型的，並不是其他國家以前完成的項目的重複。」米特羅法諾夫解釋說，獨特之處在於，探測器帶著貨物返回時，兩個設備將自動在繞月軌道上對接，這還是有史以來第一次。第二個特點是計劃採集的月壤樣品約為2公斤。這是蘇聯探測器帶回到地球樣品質量的10倍。

除月球外，人類還對彗星、太陽、小行星進行過採樣返回探測，並成功獲得一些地外星球的樣品。俄羅斯的「月球-國際」探測器計劃在2027年對月球進行採樣返回任務，2020年代末期將對火星進行採樣返回任務。日本計劃在2024年通過火星衛星探測項目（MMX）對火星衛星（Phobos）進行採樣返回任務。中國、美國以及歐洲也正在計劃火星採樣任務。

資料來源：

把科學帶回家，2020年12月3日，「月球挖土人」嫦娥五號，挖回來的月樣究竟能幹什麼用？

央廣網，2020年12月3日，「嫦娥」月球挖土前，他們造了11年「月壤」

環球網，2020年12月3日，嫦娥五號成功著陸月面後開始用絕招「挖土」，專家：意義重大

北京日報，2020年11月25日，為什麼要去月球「挖土」？

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