“嫦娥奔月”不再只是神話

顏士州

2020年11月24日，我國“長征五號遙五”運載火箭成功發射探月工程“嫦娥五號”探測器，火箭飛行約2200秒后，順利將探測器送入預定軌道，開啟了我國首次地外天體采樣返回之旅。

我們知道，月球是地球唯一的天然衛星，從地球上看月球，它似乎很小，其實月球的直徑是3760千米，盡管人類對月球已做了大量的觀測和月樣分析，但仍有許多問題模糊不清，人們還在為許多問題爭論不休。如月球的早期演化史;月球的內部構造、物理性質與化學組成;月球與地球及其他行星形成、演化的共性與特性;月坑成因類型與輻射線的形成機制;礦產成分與分布特性等，所有這些都是月球科學研究中亟待解決的問題。

但事實證明，在月球上沒有水和大氣的風化，也沒有生物的影響，在那里存在的歷史痕跡難以磨滅，若干年前形成的影像如今依然如故。這說明月球表面保存著歷史記錄，人類只有重返月球，才能真正獲得較為滿意的答案。

目前，地球的礦產資源日趨枯竭，能源也日益短缺。而在已進行的探月活動中，科學家們通過用不同的方法和手段對從月面取回的巖石和土壤樣品進行的觀察、化驗和分析，告訴我們，月球含有豐富的資源。

月球上有大量的“鐵塊”一樣的礦石，它們除了含有鐵外，還含有鎳和鈷，在月球巖石和月球土壤中，還含有銅、鈦、錳等金屬和放射性元素鈾、鈦，以及可以制造計算機芯片的硅。月球上的火成巖是提取鋁、硅、氧的良好原料。特別值得一提的是，科學家們從381千克的月球巖石和月球土壤中發現的60多種礦物，其中有6種是地球上沒有的，而地球上所有的化學元素，在月球巖石和月球土壤中卻都能發現。

我國探月工程自2004年1月立項并正式啟動以來，已連續成功實施“嫦娥一號”到“嫦娥五號”的任務。

2007年10月24日，“嫦娥一號”探測器在西昌衛星發射中心發射升空，2009年3月1日完成使命，成功撞擊月球表面預定地點，完成硬著陸。“嫦娥一號”獲取了月球表面三維立體影像，分析了月球表面有用元素含量和物質類型的分布特點，探測了月壤厚度和地球至月亮的空間環境。

2010年10月1日，“嫦娥二號”探測器在西昌衛星發射中心發射升空，6日被月球捕獲，進入環月軌道，2012年12月15日完美收官。“嫦娥二號”獲取了月球表面三維影像，分辨率優于10米，探測了月球表面硅、鎂、鋁、鈣、鈦、鉀、釷、鈾等元素的含量與分布特征，還探測了月壤特性和地月與近月空間環境。

2013年12月2日，“嫦娥三號”探測器由“長征三號”運載火箭送入太空，陸續開展了“觀天、看地、測月”的科學探測任務，2013年12月16日“嫦娥三號”探測器任務獲得成功。這次為了更好地了解月球，“嫦娥三號”探測器首次使用了一臺新研制的測月雷達和光學望遠鏡，完成了首幅月球地質剖面圖，展現了月球表面以下330米深度的地質結構特征和演化過程，并發現了一種全新的巖石——月球玄武巖。首次明確證明了月球上沒有水，同時首次獲得地球等離子體層圖像，為空間天氣預報提供了大量依據，保障了地面通訊以及地面與航天器之間的通訊安全。

2018年12月8日，“嫦娥四號”探測器發射升空，于2019年1月3日在月球背面預選區著陸，并在1月11日與“玉兔二號”完成兩器互拍工作。隨后開展了月表地形地貌與地質構造、礦物組成和化學成分、月球內部結構、地月空間與月表環境等探測活動，建成基本配套的月球探測工程系統。另外，探測器對月球背面，尤其是太陽系內已知最大的隕石坑進行了探測，還嘗試了月球背面的中繼通訊，進行了世界首次低頻射電天文觀測。

2020年11月24日，在中國文昌航天發射場，“長征五號遙五”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，開啟了我國首次地外天體采樣返回之旅。

“嫦娥五號”探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成，在經歷了地月轉移、近月制動、環月飛行后，著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離，軌道器攜帶返回器留軌運行，著陸器承載上升器擇機實施月球正面預選區域軟著陸，按計劃開展月面自動采樣等后續工作。

和前幾次探月任務相比，“嫦娥五號”探測器任務最重要的目標就是“采樣返回”。這也是中國“探月工程”規劃中的第三步。具體的工程目標是突破跟采樣返回相關的一些關鍵技術，其次是實現地外天體的自動采樣返回，另外還可進一步完善探月工程體系，為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質基礎。

月球是人類的一筆巨大的財富，在21世紀中期人類將會很好地開發它、利用它。未來我國將立足于全月面到達，在月球南極建立科研站，可以長時間對地球進行全方位的觀察。不久的將來，在這個幾十億年來荒涼、寂寞的月球上，將會呈現采礦機晝夜奔忙，冶煉場上電光閃閃的景像;而在永久性基地里，更是草青樹綠，流水潺潺，從地球上喬遷到這里的人類居民們，都在各自的崗位上辛勤地工作著。