嫦娥回家

醋醋

“阿波羅17號”采回的70017樣品

地球上最古老的石頭（LPI）

起源石，N1表示1英寸（LPI）

1978年5月20日中午，晚春的北京開完最后一叢洋槐花，空氣中還殘留著一絲花香。

美國副總統專機“空軍二號”降落在北京機場，飛機上的布熱津斯基透過舷窗看見黃華，不禁暗自高興。

黃華時任中國外交部部長，他親自接機表明這次訪問級別很高，兩國關系很有可能更進一步。

作為美國前總統卡特的國家安全事務助理，布熱津斯基此行的目的只有一個：重啟尼克松下臺后停滯不前的中美關系，盡快推動中美建交。為表誠意，布熱津斯基還帶來兩件特殊的禮物——一面中國國旗與一顆巖石，它們都來自月球。

當時的中央領導認為，旗幟有沒有上過月球無從考證，巖石可以交給專業人士“驗明正身”。

此人遠在貴陽，被中共中央辦公廳一個電話喊到北京。他打開裝著月球石的玻璃盒時愣住了，樣品不到一粒黃豆大。原來美國人用凸透鏡做玻璃盒，放大了形狀，看上去拇指大小的巖石其實只有1克。

他小心地把月球石剖成兩半，0.5克拿來做研究，0.5克送給北京天文館珍藏。通過4個月的分析，他帶領團隊寫出了14篇論文，巖石的真身一一浮現。他甚至推斷出這是由“阿波羅17號”飛船采集來的樣品，在參考美國公布的數據后，他告訴美國人，你們這塊巖石的編號是70017-291。

他就是“嫦娥之父”歐陽自遠，“嫦娥”探月工程首席科學家。他當時一定不會想到，42年后的“嫦娥五號”，一次挖回來2千克月球樣品，一掃當年的窘迫。

2020年12月17日凌晨2點，“嫦娥五號”的返回器降落在內蒙古四子王旗草原。

對于中國這次探月行動，美國國家航空航天局（NASA）發了一條推特，內容大概為：中國“嫦娥五號”已經開始努力獲取月球樣本，我們希望中國向全球科學界分享數據，以增加我們對月球的了解，就像當年“阿波羅”任務那樣。

月亮活著嗎

從1969年到1972年，美國6次將12人送上月球挖土，“一鎬一鎬”挖回來381.7千克月球樣品。

1971年，“阿波羅15號”降落在月球上的亞平寧山，戴維·斯科特從月球車下來沒走幾步，就踢到一塊水晶，水晶在白色與灰色之間輪轉，非常美麗。同伴詹姆斯·歐文當時心有所感，仿佛這塊水晶正在那兒等待他們到來。

他們認為這是原始月殼的一部分，至少有45億年歷史，并將其命名為“起源石”，這是“阿波羅登月計劃”帶回的最著名的月球樣品。

“阿波羅12號”指令長阿蘭·比恩是第4個登上月球的人，他曾在月球發誓：“如果我能回到地球，我將做自己喜歡做的事?！北榷飨矚g做的事是繪畫，他用混合了月塵的油彩繪畫，畫的全是他看過的月球景色，其中一幅《阿波羅精神》在其個人官網上售價高達433700美元。

當比恩揮毫潑墨之際，歐陽自遠領銜的中科院地球化學研究所正圍著0.5克月球石忙碌，慎之又慎。這后面還排著一串長隊等著拿月球石做研究，中科院原子能研究所、中科院原子核研究所、中科院長春應用化學研究所……

就算這次我們帶回來2千克月球樣品，相比美國的381.7千克依然是小巫見大巫，美國人到底圖什么呢？

這還得從當年美蘇太空爭霸說起。放衛星上天，加加林從太空看地球，蘇聯人贏得兩輪頭彩，讓美國急得不行。

1961年，肯尼迪放下狠話，10年內美國必須搶在蘇聯人前面登月，“阿波羅登月計劃”從此正式開始。這項任務的過程很復雜，結果很簡單——只要送人到月球上走一走就算贏，至于落在月球哪里根本不重要。

月球正面低緯度地區離地球近，為降低任務難度，美蘇航天器的著陸點都選在這個范圍內。

1969年7月20日，世界時間20：17，“阿波羅11號”登月艙降落在月球上，著陸點約在北緯0°、東經23°。阿姆斯特朗爬出艙門的時候，蘇聯的“月球15號”剛好從他頭上掠過。

“月球15號”是“嫦娥五號”的先驅，它在“阿波羅11號”發射前3天升空，希望搶在美國人之前登陸月球并采樣返回，好讓蘇聯人挽回一點顏面。為了避免與“阿波羅11號”相撞，蘇聯還把“月球15號”的軌道參數透露給了美國。

然而天不遂人愿，“月球15號”墜毀失事。

它的“遺愿”只能讓一年后的“月球16號”完成——帶回101克樣品。

“阿波羅11號”落地區域叫“靜海”，“月球15號”落地區域叫“危?！?，“月球16號”落地區域叫“豐富海”，它們都是意大利神學家喬萬尼·里喬利在1651年一拍腦袋取的名字。

“危海”重力增強，說明地下有高密度物質，形成了質量瘤，至于是什么物質，只有留待以后深度鉆探才知道。

美國人將首次登月地點選在“靜海”，而非“危?！?，是因為1968年，美國5艘月球探測器在“危?！敝行奶綔y到月球上最大的質量瘤，美國人感覺惹不起就閃了。

戰斗民族的脾氣是不服就干。“月球16號”“月球20號”在“豐富?！辈蓸映晒Ψ祷睾?，蘇聯卯上了“危海”，誓要告慰“月球15號”的“在天之靈”。

右邊那處洼地即是危海。鮑國全攝

1976年8月18日，“月球24號”在距“月球15號”躺倒的2.3千米處成功著陸，并帶回170克月球地表下方2米深處的月球樣品。

“月球24號”登陸之后，人類再無探測器登陸月球采樣，直到2020年“嫦娥五號”翩然而至。

美蘇在月球一共采樣382千克，都是無價之寶。2018年，紐約蘇富比拍賣行拍賣了3粒小型月球巖石，總重量為0.2克，來自科羅廖夫的遺孀，最終以85.5萬美元成交。

當然，月球樣品的價值不是金錢可以衡量的，美國對“嫦娥五號”采樣感興趣，主要還在于它的著陸點與眾不同，那里遠離“阿波羅”和“月球號”采樣區，極可能存在與之前的樣品不同的巖石類型。

2018年，中國地質大學教授肖龍研究組發表了一篇論文，強烈建議“嫦娥五號”在呂姆克山東部的Em4地質區著陸，這里形成于約12億年前，是呂姆克山及整個月球最年輕的區域。

據新華社報道，“嫦娥五號”著陸點在北緯43.1°、

經51.8°，正好位于Em4地質區。

月球火山運動在32億年前就基本結束了，美蘇著陸地區采集的月球樣品，年齡集中在44億～31億年前?！版隙鹞逄枴睅Щ貋淼氖蔷嘟褡罱淮蔚脑虑驇r漿活動的樣品。

通過對這些樣品的研究，科學家試圖解釋，月球作為一個相對較小的天體，內部為何能夠存在如此長久的巖漿活動，從而可能提出新的月球內部演化模型，并為其他行星的演化過程提供參考。

“嫦娥五號”帶回來的月球樣品可能為人類提供完整的月球歷史，這將徹底改變我們對月球和太陽系的理解。

月球“濕”了

2020年10月26日，NASA宣布“首次”在有陽光照射的月球表面發現水，全世界媒體蜂擁報道，只有俄媒潑來一盆冷水：這事兒我們40多年前就曉得了。

更讓美國人沮喪的是，1976年，美蘇為了緩和關系互換了1克月球巖石，蘇聯的這1克就來自170克“危?！睒悠?。坐擁381.7千克月球樣品的美國人八成沒把這當一回事，隨手扔到一邊，沒有好好研究，否則何至于到現在才發現月球上有水。

1998年與2009年，美國先后發射探測器，通過中子探測儀與3微米紅外波段探測，發現月球有水的間接證據——氫，并繪制了月球南北兩極的水冰分布。

下一步，找出月巖、月壤中水的成因和賦存狀態，是“嫦娥五號”帶回來的2千克月球樣品要解答的科學問題之一。

建設月球基地，水資源無比珍貴。我們現在從地球向月球發射一升瓶裝水的成本為3.5萬美元，這個成本非常高。無法在當地取水，月球基地就很難維持下去，這也是為何在“阿波羅計劃”完成之后，美國喊了半個世紀重返月球建基地卻至今沒見行動的重要原因。

現在好了，月球終于“濕”了，月球基地還會遠嗎？

月球兩極有些地方是永久性陰影區，溫度一般都在零下163.15℃，彗星、隕石帶來的水分，或者它們撞擊羥基轉化的水分都被極低溫禁錮在隕石坑中，形成一個個深井冰，叫作“冷阱”。在這里，水不僅是結冰那么簡單，還會硬得像一塊石頭，并且在長達10億年的時間內都被冰封在這里。

科學家估計，月球表面的冷阱加起來超過4萬平方千米的冰，相當于安大略湖大小的兩倍。人類可以很方便地利用太陽能獲取月球儲存的冰資源。

這里是建立第一個月球基地的理想區域。水資源保證了基地的長期運作，為進軍火星鋪路，還有利于開采月球上的“石油”氦-3，這是一種理想的核聚變原料，整個地球的儲量只有20噸，月球總儲量大約為100萬噸，可以滿足全球人類一萬年的能源需求。

雖然聯合國在1984年通過了《關于各國在月球和其他天體上活動的協定》（簡稱《月球協定》），規定月球及其自然資源是人類共同的財產，但基于“先到先得”這個放之四海皆準的規則，對月球資源與空間的利用取決于誰能更早地建設基地。

本來美國在這方面遙遙領先，“阿波羅計劃”完成后，下一步就是建設月球基地，但一來當時不知道月球上有水，估算花費太大，實際回報太小;二來蘇聯人跑不動了，已經下場休息，美國干脆也拍拍屁股走人，玩航天飛機與空間站去了。

50年后，美國突然發現，這條賽道上多了一名中國選手。

星辰大海

1994年1月25日，美國發射“克萊門汀”探測器再探月球，一大任務就是找水，奏響了人類重返月球的序曲。

眼看老司機又有新動作，歐洲、日本也鬧著要上車。

月球似乎唾手可得。第二年，這些國家又在德國漢堡召開了有關月球資源的會議，協調各方制定利益瓜分策略。

雖然中國沒有參加上述會議，但歐陽自遠在1994年開始深入規劃中國的探月工程，他提交了《我國開展月球探測的必要性與可行性》報告并獲得通過。

2004年，我國宣布正式啟動探月工程，采用家喻戶曉的“嫦娥”命名，分為繞、落、回三個階段，制定了2020年以前在月球采樣返回的目標，為以后的載人登月、建設月球基地打下基礎。

16年來，中國基本上按照原定計劃一步一步地完成了所有的階段目標。加上預研，中國的登月計劃走過了26個春秋。

“嫦娥五號”之后，“嫦娥六號”計劃在月球南極進行采樣，“嫦娥七號”計劃執行月球南極綜合探測，包括地形地貌、物質成分等，“嫦娥八號”驗證能否采用3D打印技術，利用月壤建成科研基地……中國馬不停蹄。

美國在2004年由小布什政府宣布“太空探索新構想”，并在此基礎上于2005年推出“星座計劃”，力爭在2015年讓美國宇航員重返月球，在月球建立基地。

美國的航天能力依然強悍，不可小覷，如果SLS能夠在2021年成功首飛，這種運載能力達到165噸、超越“土星五號”的火箭，將大大推進美國重返月球的進程。

民間航天也是美國的一大亮點。SpaceX正在研發的星艦，有效載荷最高可達150噸，飛船載人能力超過100人，遠超當前的上限7人，目標是可重復使用，前往月球、火星等外星著陸。雖然最近一次實驗SN8爆炸了，不過一旦成功，就會改變人類航天規則。甚至連亞馬遜這樣的電商巨頭也進入航天領域，欲與SpaceX一決高低。

總的來說，中國勝在整體計劃的系統周密與連續性，但在火箭運載技術上有待加強;美國勝在多年來積累的技術優勢，但受政治因素干擾總是斷檔。中美之間形成的這種太空競賽，更像一場馬拉松，誰第一個建月球基地并不重要，重要的是誰能長期穩定地持續下去。比拼的根本，偏向于整體系統的工程能力，而非某個單項技術的突破，在這方面中國人更具優勢。無須妄自菲薄，我們的前方是星辰大海。

中美以及全世界的太空長跑，每個參與者都是贏家。真正要拼的，是“子子孫孫無窮盡也”地對科學的傳承。

（山 兒摘自微信公眾號“醋話集”，本刊節選）