嫦娥五号年内升空，我们为什么要去玉轮上“挖土”？

原标题：嫦娥五号年内升空，我们为什么要去玉轮上“挖土”？

科技日报7月20日消息，近日，随着火星探测窗口期临近，各国探火项目都已蓄势待发。事实上，人类对于深空的探索热情从没有削弱过，无论是对火星，照旧间隔我们最近的天体——月球。

1969年7月20日20时17分43秒，阿波罗11号飞船降落在月球静海地域。美国宇航员阿姆斯特朗在月球外貌踩下了深深的印记，这是人类初次乐成登月。为了纪念这个激感人心的时刻，每年7月20日被定为人类月球日。

不外，阿波罗计划在科学领域最大的孝敬并非阿姆斯特朗的脚迹，而是带回了来自月球的岩石。从1969年到1972年，美国共完成6次载人登月，共带回约382公斤月球样品，获取了大量科学结果。

时隔半个世纪，中国终于也要收罗月壤了。根据计划，我国将于2020年10月尾发射嫦娥五号探测器，通过铲取、钻取两种方式，收罗月球样品并带回地球。

我们为什么要万里迢迢去玉轮上“挖土”？这些样品能发挥什么作用？今天，我们一起去探寻。

不仅仅带来月球新熟悉

几十年前，随着美国、苏联相继从月球获取样本，几千年来人们只能仰望、推测的月球，被拉到了科学家的显微镜下，其神秘面纱被层层揭开。

除了熟悉月球，对这些样品的研究，还帮助科学家确立了现代行星科学，为熟悉各种行星的地质演化历程提供了参考。

美国史密森尼国度自然汗青博物馆地质学家埃里克·贾文曾撰文表示，来自月球的岩石彻底改变了我们对月球外貌性子、月球起源以及太阳系演化三大问题的熟悉。

比方，行星化学家分析了月球样本中的同位素组成，发明这些岩石大多比地球岩石更陈腐，年龄多在30亿到45亿年之间。随后他们建立了一套模子，以此可以估算月球上任何位置的年龄。

中国科学院国度天文台研究员郑永春认为，月壤是从月球固体岩石圈到太阳系空间的过渡带，包罗着相干区域的大量信息。对月壤的研究不仅涉及月球自己，而且还包罗太阳系空间物质和能量的紧张信息。其中包括太阳系早期演化的汗青记载、月岩和月壤的宇宙线袒露与辐照汗青、月球中挥发分的脱气汗青、太阳风的组成、太阳表层的身分特性、小天体和微陨石撞击月球的汗青记载等。

美国国度航空航天局（NASA）阿波罗计划的样品卖力人瑞安·齐格勒曾透露，几十年间，NASA收到了3000多份研究特殊月球样品的申请，来自十多个国度的500多名科学家提出了申请。NASA共向外发放5万多份月球样品，供天文学、生物学、化学、工程学、质料科学、医学、地质学等差别领域的科学家举行研究。

1978年，时任美国国度宁静事件顾问布热津斯基访华时，向中国赠予了1克月球样品。这块要用放大镜才能看清晰的石头被分成两半，一半收藏在北京天文馆，一半由中国月球探测工程首席科学家欧阳自远领导团队举行研究。“我们把它是什么，它的年龄是几多，它包罗哪些工具，全弄清晰了。”欧阳自远说，科研职员不仅判断出该样本是在阿波罗17号使命中收罗的，确认了收罗所在，甚至还分析出石头所在地域是否有阳光照射。根据对这块石头的研究，他们共发表了40篇文章。

除了科学结果，研究月球岩石对开发月球资源同样意义重大。天下空间探测技能首席科学流传专家庞之浩先容，研究月球样品的紧张结果之一，就是发明其中含有氦-3，这让科学家极为兴奋。

氦-3是世界公认高效、清洁、宁静的核聚变发电燃料。据计算，100吨氦-3所能创造的能源，相当于全世界一年消耗的能源总量。氦-3在地球上的蕴藏量少少，全球已知且容易取用的只有500公斤左右，而早期探测结果表明，月球浅层的氦-3含量多达上百万吨，足够解决人类的能源之忧。现实上，随着人类对月球熟悉的加深，科学家发明月球氦-3的总储量很可能更多。

中国月球采样不“烧钱”

虽然月球样品为人类带来了紧张的科研结果，但在阿波罗计划中，获取样品所要支付的代价也十分惊人。有人计算，美国从月球拿回来的382公斤样品，花费的成本相当于同等重量钻石的30多倍。

这并不希奇，由于阿波罗计划原本就是个很烧钱的项目。“其时有一种说法：每发射一艘用于登月的土星五号重型火箭，相当于烧掉一艘航空母舰。”中国航天科工集团第二研究院研究员杨宇光说。

庞之浩先容，一枚土星五号重型火箭造价高达5亿美元，一艘阿波罗登月飞船比等重黄金贵十多倍。阿波罗计划历时11年，耗资255亿美元，为实行该计划，NASA每年预算占到美国政府总预算的4.5%左右。

而且，阿波罗计划的主要目的是把宇航员送上月球，收罗样品只是航天员的“作业”之一。庞之浩认为，由宇航员开展采样使命，具有较强的机动性，可以对症下药。同时宇航员可以举行移动式探测，尤其是从阿波罗15号使命开始搭载的月球车，其时速可达10公里左右，能使宇航员的活动范围大大增长。不外，载人使命不仅成本高，技能庞大水平也大幅增长。虽然美国人半个世纪前就能将宇航员送上月球，令人钦佩，但杨宇光认为阿波罗工程技能途径比力冒进，一些装备冗余做得很少，从宁静性角度来看十分冒险。

我国即将实行的嫦娥五号使命，则是围绕月球采样返回的主要目标打造的无人探测使命。庞之浩表示，中国探月工程一直循序渐进，从无人到载人的发展比力科学，成本也低得多。不外嫦娥五号探测器着陆后只能在原地开展作业。

据国度航天局探月与航天工程中心主任刘继忠此前透露，嫦娥五号探测器的着陆所在为月球正面西北部的吕姆克山脉。欧阳自远曾先容，我国选择的着陆点间隔阿波罗计划着陆点有上千公里间隔，将会迎来新的征象、新的发明。

将是人类在太空的“哨所”

自1959年苏联发射“月球一号”拉开人类探月序幕至今，人类共发射130多个月球探测器，以环绕、着陆巡视，甚至是撞击等方式对月球举行探测。

上世纪70年代中期，美苏暗斗形势渐渐和缓。苏联退出了载人登月竞争，美国也从狂热中冷却，停止了代价不菲的登月活动。今后近20年间，全世界进入了深入研究探月意义的冷静思索阶段。

这段时期，各国普遍熟悉到探月活动具有政治、社会、技能、科学和经济等多方面意义。因而今后人类的探月活动偏向，也由不吝代价服务于政治目的，变化为将科学探索和经济利益相联合，终极的目的是合理开发月球资源。

1994年1月25日，美国发射了克莱门汀探测器，得到了其时最详细的月球外貌图像，并发明月球南极可能存在大量水冰。这次使命也宣告了全球第二次探月热潮到来。

未来，月球或将成为人类在太空中的“哨所”。庞之浩说，继登月之后，“驻月”将成人类下一阶段的目标。从月球上开采的水资源可用于宇航员生活，也可以剖析成氢氧，制成航天器所需的氢氧燃料。在月球南北极的永世光照区，可以建设太阳能电站提供资源。在月球反面可以建设科研站，避开地球无线电滋扰遥望星空。前文提及的氦-3，大概在一段时期内很难便捷、廉价地运回地球，但可以在月球建设核聚变电站直接利用，将产生的电能以无线传输方式发送回地面。

届时，月球基地不仅能为人类提供资源，获取科学结果，也将成为人类前往迢遥深空的中转站。

来源：科技日报

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责任编辑：刘光博

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