花十億取2公斤「土」為哪般？嫦5登月能否踏出火星取樣第一步？

在月球取樣這條路上，美國通過阿波羅登月計劃的任務中採用人工取樣的方式多次攜返地球。6次阿波羅任務成功登陸，在月球表面總共採集了2,415塊標本，主要來自於阿波羅15號、16號和17號。總計383千克。

蘇聯則採用直接從月面起飛返回的自動取樣方案，通過月球計劃3次任務亦攜返326克的月巖標本。這也是人類僅有的成功取樣返回的三艘無人月球採樣飛船。而嫦娥五號設計採樣量是其總量的12倍有餘，任務目標採樣量是其總量的6倍有餘。要想知道我們為何能取得這麼顯著的成就，不得不對比蘇聯的月球計劃。

蘇聯的月球計劃

月球16號是人類第一個實現在月球上自動取樣並送回地球的探測器。它是蘇聯的第一個月球取樣返回飛行任務，之後兩次與其大同小異。

月球16號發射總重5.8噸，大大超過了前兩代月球探測器。月球16號總高度4米，最大跨度也為4米。月球16號可以分為下降級與上升級。

下降級位於下部，負責採集月球樣本，與地球進行無線電聯絡，提供所有的電力，同時它還充當上升部分的發射平臺。上升級位於上部，負責把裝有月球樣品的返回艙送回地球。

月球16號準備著陸前，4個燃料箱和導航系統一起被拋棄，著陸後的月球16號質量為1.88噸。抵達月面1小時後，下降級上的月樣採集系統開始工作。鑽臂長0.9米，可在水平與豎直兩個方向上移動，鑽進月面35釐米，共取得101克月球樣本。當樣本密封后，上升級接收到地面指令發動機點火，上升級速度達到2.708千米後，發動機關閉。三天後接近地球。

嫦娥5號

嫦娥5號探測器發射質量為8.2噸，當其進入月球軌道，著陸器與支撐艙分離，形成"軌道器、返回器組合體"與"著陸器、上升器組合體"。

軌返組合體將繼續留在200公裡環月軌道運行，"著陸器、上升器組合體"進入著陸準備軌道。當嫦娥5號成功採樣，並完成月壤樣本初級封裝工作，便由著陸器作為上升器的發射塔架，上升器準備在月面點火起飛進入月球軌道，並在月球軌道與"軌道器、返回器組合體"對接進行樣品轉移，並由返回器送返地球。

此次登月攜帶月壤樣本用於月面起飛的上升器重量達509公斤，遠低於蘇聯的月球計劃。同時嫦娥五號配備了人類迄今為止最為全面的地外天體樣本抓取機構。與蘇聯不同，我國機械取樣器由四自由度機械臂與末端採樣器組成。可實現大範圍採樣，並能鑽取月面2米下的月巖樣本，亦可執行鏟、挖、淺鑽、拾取等多種形式的樣本採集，因此也能攜帶更多的樣品。

實施對接任務前，從月面起飛的上升器需進行為期兩天的環月飛行，完成上升器與軌返組合體之間的遠程導引並在之後進入自主近程交會段。完成對接與樣品轉移後上升器將被拋離，準備進入地球軌道。

而要知道的是，早在嫦娥五號任務開始時，也曾有直接從月面起飛返回的採樣方案。如果只是為了取樣，為何要舍易求難？其實這不過是火星取樣的預演。為什麼這麼說？了解一下美國火星取樣計劃你就懂了。

美國火星取樣返回計劃

準確的說，美國火星取樣返回計劃已經開始。本年度發射的"火星2020探測器"到達火星後，將通過其攜帶的43根特製試管用於儲存採樣。

按照目前的設想，NASA將於2026發射樣本回收著陸器（回收著陸器包括著陸器、歐洲航天局提供的樣本回收車和一個高度不超過3米的火星上升運載火箭），並於2028年到達火星，著陸點接近2020年火星探測器。

之後由歐洲航天局提供的樣本回收車，把"火星2020"存儲的樣本轉移到火箭上，並將它們放置在籃球大小的軌道樣本容器中，另一種選擇是，如果2020年火星探測器工作正常，其可直接將樣本交付於火箭。由運載火箭將樣品容器運送到火星周圍的軌道。在火星軌道上，由ESA提供並於2026年從地球發射升空的單獨的軌道太空飛行器將與樣本容器匯合併將樣本運送回地球。

樣本通過三枚火箭接力，先後完成火星表面取樣，飛船火星起飛、火星軌道無人交會對接、樣本封存轉移的過程，最後回到地球。這個過程看起來是不是很熟悉呢？與嫦娥5號取樣任務像不像？

結尾

通過嫦娥5號取樣任務，我國將一舉測試無人飛船地外星球起飛、地外星球深空軌道無人交會對接、樣本封存轉移等一系列世界領先技術。這不僅是我國引領人類月球開發的裡程碑，更是深空取樣探測的第一步。當然除此之外，這些先進技術的掌握，配合921火箭，也將為我國載人登月打下了堅實的技術基礎。是時候準備看直播了。