嫦娥五号今天挖到的土，日后用来做什么？

它采集到的月球土壤包含的信息，很可能会填补历史上对月球了解的部分空白。

文 | 王仲昀

据国家航天局消息，北京时间12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，并传回着陆影像图。

而在落月近6小时后，12月2日4时53分，嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装。根据此前计划，嫦娥五号将在48小时内，完成总计2公斤的月球采样任务。

专家解读采集月球土壤的科研价值  视频来源 | 央视新闻客户端

这一采样，是中国首次实现地外天体采样。

嫦娥五号探测器动力下降过程降落相机拍摄的图像  图源 | 国家航天局

如何在月球表面“挖土”？

成功着陆在月球后，嫦娥五号探测器将开展为期约 2 天的月面工作，主要任务之一便是采集约2公斤月球样本。

嫦娥五号任务是中国目前技术难度最大、系统组成最复杂的航天任务之一。由于涉及技术尖端又复杂，加上意义重大，这次在月球“挖土”，到底怎么挖，成为一大看点。 

为此，科研人员为嫦娥五号精心设计了两种“挖土”模式：钻取和表取。这主要是为了提高采样的可靠性和样品的多样性。另外，探测器随身携带了钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“神器”，将采取深钻、浅钻，以及“铲土”“挖土”“夹土”等方式，完成最终采样。

12月1日拍摄的嫦娥五号探测器着陆画面 图源 | 新华社

上述消息显示，嫦娥五号已经于12月2日凌晨完成了钻取的采样及封装。而目前，着陆器和上升器组合体正按计划进行表取采样。国家航天局探月与航天工程中心副主任裴照宇此前透露，这次采样，初步考虑钻取0.5公斤、表取1.5公斤。 

珍贵的月球土壤不仅要采集到，还要包装好，毕竟地球环境和月球环境存在差异，而有些物质一定要在非常洁净的环境下才能保持住。对此，中国探月工程首任总指挥栾恩杰表示，“在钻的时候，它（采样设备）要把钻取的芯、岩芯的部分要装到一个包裹，这个包裹是一个长的，所以像个香肠一样。”

另外还有一个问题，为什么这次采样的重量设定在2公斤？事实上，在地外天体上采样，从来都不是一件轻松的工作。我国通过嫦娥一号到嫦娥四号多次任务的技术积累，希望在嫦娥五号月球采样任务中能够达到公斤级的目标。而为了保证任务的成功，并结合火箭运载能力，最终认定：采样2公斤是一个较为合理的结果。

裴照宇此前说，“我们以两公斤作为输入去设计探测器，这个探测器就达到了8.2吨。如果我们要增加样品的量，整个探测器很多指标都会增长，就会超过火箭的运载能力。”

月球挖来的土，有什么用？

除了在月球“挖土”的技术值得关注，很多人还好奇：采样带回这些月球土，能有什么用？ 

本次嫦娥五号降落的风暴洋，是月球最大的月海，南北约2500千米，面积约为400万平方千米。风暴洋面向地球的一面是西侧，是一片广阔的灰色平原，四周有小型的月海。

月海是指月球表面上比较低洼的平原，用肉眼遥望月球时会有部分黑暗色板块，这部分大面积的阴暗区就被称作月海。虽被称作月海，但实际上并没有水。

月海是月球表面上主要的地理单元，总面积约占全月球表面的25%。迄今已知的月海共22个，绝大多数月海分布在面向地球的月球正面。

嫦娥五号之所以选择在这片风暴洋北部的吕姆克山脉着陆和采样，自然有特殊的缘由。

中国科学院院士、中国探月工程首任首席科学家欧阳自远曾表示，中国此次选择的着陆点距离美国阿波罗计划着陆点有上千公里距离，将会迎来新的现象、新的发现。 

全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩说，月球正面风暴洋相对较年轻，富集铀、钍、钾等放射性元素，存在大约13亿至20亿年前的玄武岩，获得这些年轻玄武岩的同位素年龄，将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。它可以填补科学家对月球火山活动研究的一个重要空白。

“据月球科学家介绍，此前对美、苏获取月壤样品的研究表明，月球上的火山活动在35亿年前达到顶峰，然后减弱并停止。但对月球表面的观测发现，某些区域可能含有最近10亿至20亿年前才形成的火山熔岩，这与嫦娥五号着陆地区的年龄相仿。如果嫦娥五号采回的样本能够证实这段时间月球仍在活动，将改写月球的历史。”庞之浩说道。

美国、苏联都曾月球“挖土”

在中国的嫦娥五号之前，人类上一次在月球“挖土”已经是44年前的事情。1976年，苏联的发射月球24号，是之前最后一个送回月球表面样本的探测器。 

1969年，由于美国正全力准备实施阿波罗11号登月任务，苏联为抢在美国之前先行取得月球土壤样品，于1969年6月14日发射了第一颗自动月球采样飞行器。由于火箭上面级发动机未能点火，探测器未能离开地球。

此后一年，苏联又先后尝试数次，终于在1970年9月12日第六次尝试发射采样探测器，才取得成功。这一次，月球16号探测器顺利到达月球，并取回101克月球土壤样品。

1969年7月至1972年12月，美国实施了7次载人登月任务，6次成功，12名航天员登上月球，带回珍贵的月壤和月岩样品约381.7千克。 

不过月球16号取得的成就仍然值得称赞，它是人类首个在月球上自动采样并返回地球的探测器。

苏联月球16号采样探测器 图源 | 国家空间科学中心

美国凭借阿波罗登月计划的大获成功，获得了相当多的月岩、月壤样本。因为量不少，当时被美国总统当做了“国礼”。时任美国总统理查德·尼克松在1970年到1973年向全世界包括苏联在内的135个国家、美国的50个州送了月岩、月壤样本。

赠送给挪威的阿波罗11号样本

1978年，时任美国总统卡特的国家安全事务顾问布热津斯基访华时，送给我国由阿波罗17号宇航员带回的月岩样本，仅1克，其中0.5克用于科学研究，另外0.5克至今保存在北京天文馆里作为展示用。

与此前其他国家的月球样品采集方式不同，此次我国嫦娥五号采样任务中的“表取”，是全球首次以无人自主的方式进行月球表面采集。

嫦娥五号所降落地点为月球正面最大的月海风暴洋北部吕姆克山脉附近，这个地方从未有过其他国家的探测器来过，因此它采集到的月球土壤包含的信息，很可能会填补历史上对月球了解的部分空白。 

此前有报道透露，嫦娥五号带回的月球土壤一半会用于科学研究，一半将送到湖南保存。

部分资料参考：中国新闻网、央视新闻、环球时报

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