原標(biāo)題：“嫦五”月球采樣倒計(jì)時(shí)，中國(guó)為何要去月球“挖土”？
11月23日，搭載嫦娥五號(hào)的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭已經(jīng)在海南文昌發(fā)射中心蓄勢(shì)待發(fā)。視覺中國(guó) 圖
隨著時(shí)間進(jìn)入11月下旬，我國(guó)即將擇機(jī)發(fā)射本國(guó)首顆能返回地球的落月探測(cè)器——“嫦娥五號(hào)”。中國(guó)國(guó)家航天局指出，借助“嫦娥五號(hào)”，我國(guó)即將實(shí)現(xiàn)嫦娥工程無人探月部分的最后一個(gè)階段——采樣返回。屆時(shí)，“嫦五”將自主完成月壤采集，將月球樣品帶回地球。
目前，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器已進(jìn)入發(fā)射準(zhǔn)備階段，該探測(cè)器全重8.2噸，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個(gè)部分組成，將由我國(guó)目前推力最大的“長(zhǎng)征五號(hào)”運(yùn)載火箭從海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射。
據(jù)悉，兩者已完成技術(shù)區(qū)總裝測(cè)試工作，并已于11月17日垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。后續(xù)，在完成火箭功能檢查和聯(lián)合測(cè)試等工作并確認(rèn)最終狀態(tài)后，火箭將加注推進(jìn)劑，按程序?qū)嵤┌l(fā)射。
月壤資源豐富
回溯中國(guó)探月工程（亦稱嫦娥工程）的歷程，其整體可分為無人探月（“探”）、載人登月（“登”）、長(zhǎng)久駐月（“駐”）三大步驟。其中，探月計(jì)劃又分為“繞”、“落”、“回”三個(gè)階段。
最后一步“回”便是即將開始的月球采樣返回，這便是此次“嫦五”的任務(wù)，其中光是如何在月球表面自動(dòng)采樣一步便極具挑戰(zhàn)性。美國(guó)的阿波羅計(jì)劃是通過載人登月的方式，從月球表面人工采樣帶回地球，而此次中國(guó)則是要實(shí)現(xiàn)在月球表面由無人探測(cè)器通過鏟取、鉆取兩種方式，自主完成月壤采集。屆時(shí)，中國(guó)也將成為繼美國(guó)與俄羅斯之后，第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月球采樣返回的國(guó)家。
人類對(duì)月球“挖土”的執(zhí)著始于20世紀(jì)60年代末至70年代初。美國(guó)阿波羅計(jì)劃先后于月球表面采集了2315塊樣本，帶回了總計(jì)約380千克的月巖與月壤。蘇聯(lián)則通過月球計(jì)劃16、20和24號(hào)任務(wù)，總共攜返約324克的月巖與月壤。這些樣本對(duì)人類對(duì)月球地質(zhì)演化的破譯起到了十分寶貴的作用，在此后產(chǎn)生了大量的科研成果。我國(guó)此次將從月球上采集重達(dá)2千克的月壤或月巖樣品。
英國(guó)廣播公司（BBC）此前報(bào)道稱，月壤中存在大量對(duì)于地球來說十分寶貴的礦產(chǎn)資源，如稀土以及氦-3，其中鋯等稀土則是作為高科技產(chǎn)品必不可少的材料，而氦-3是未來清潔、高效核能源的關(guān)鍵。航天技術(shù)著名學(xué)者黃志澄向澎湃新聞指出，在核聚變反應(yīng)中，氫的三種同位素與氦-3聚變釋放出的能量是所有核聚變反應(yīng)中最大的，因此氦-3是核聚變最理想的燃料，“倘若我們此次成功完成采樣返回，我國(guó)就可對(duì)月壤內(nèi)的氦-3含量有一個(gè)明確的概念，也可就此作出是否要進(jìn)一步開發(fā)的決定?！?/p>
與此同時(shí)，對(duì)月壤的研究還可以為人類未來在其他太空領(lǐng)域的探索打下基礎(chǔ)。美國(guó)航天局肯尼迪航天中心曾于2019年8月表示，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃啟動(dòng)研發(fā)一種可將月壤熔化并轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕獾脑O(shè)備，為未來的月球和火星探索提供可持續(xù)的資源支持。美國(guó)航天局局長(zhǎng)吉姆·布里登斯廷2020年9月10日在宣布將向私營(yíng)公司收購來自月球的塵土、巖石等資源時(shí)便坦言道：“太空資源是安全和可持續(xù)月球探索的關(guān)鍵”。
據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》此前消息，根據(jù)美國(guó)太空總署的收購價(jià)格，50克至500克月球采樣大約在1.5萬至2.5萬美元（約合人民幣9.85萬元至16.42萬元）。
“假使我國(guó)將來要在月球建立臨時(shí)科學(xué)站，或者是建立定居點(diǎn)，那么屆時(shí)我們也需要對(duì)月球上的資源進(jìn)行普查。若是現(xiàn)在就對(duì)其進(jìn)行研究，未來或許便可在開發(fā)月球的過程中就地取材——直接在月球上開采資源并加以利用?！秉S志澄說道。
“挖土”助力研究月球歷史
此外，由于月球沒有大氣和板塊運(yùn)動(dòng)，太陽粒子活動(dòng)為便會(huì)在月壤中留下證據(jù)。通過對(duì)月壤組分的分析，科學(xué)家就可以了解各時(shí)期太陽活動(dòng)的變化，如2019年6月，美國(guó)航天局的研究人員就曾通過對(duì)月壤與地球土壤的對(duì)比研究探索太陽歷史,并依此就地球生命的演化過程提出假說。
此次“嫦五”出征的預(yù)選著陸地區(qū)也很有特色，具有較高的研究?jī)r(jià)值，其預(yù)計(jì)著陸地為月球正面風(fēng)暴洋西北部呂姆克山脈附近的月海平原，是一個(gè)與以往美國(guó)阿波羅計(jì)劃和蘇聯(lián)“月球”號(hào)任務(wù)采集月壤時(shí)完全不同的新地點(diǎn)，此前從未有其他國(guó)家的探測(cè)器到訪過。風(fēng)暴洋相對(duì)較年輕，富集鈾、釷、鉀等放射性元素，該地存在大約13億至20億年前的玄武巖，獲得這些年輕玄武巖的同位素年齡，將有助于推進(jìn)對(duì)月球火山活動(dòng)和演化歷史的認(rèn)識(shí)。
世界權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》11月5日也曾刊文指出，“嫦娥五號(hào)”的此次采樣工作可以填補(bǔ)科學(xué)家對(duì)月球火山活動(dòng)研究的一個(gè)重要空白。此前對(duì)美蘇獲取月壤樣品的研究表明，月球上的火山活動(dòng)在35億年前達(dá)到頂峰，然后減弱并停止。
不過，對(duì)月球表面的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，某些區(qū)域可能含有最近10至20億年前才形成的火山熔巖，這與嫦娥五號(hào)此次著陸的風(fēng)暴洋的年齡相仿。假使嫦娥五號(hào)采回的樣本可以證實(shí)這段時(shí)間月球仍在活動(dòng)，那么這將改寫月球的歷史。
多位航天專家指出，此次任務(wù)將有望實(shí)現(xiàn)中國(guó)航天史上的四個(gè)首次，即：首次在月球表面自動(dòng)采樣，首次從月面起飛，首次在38萬公里外的月球軌道進(jìn)行無人交會(huì)對(duì)接，首次帶月壤以接近第二宇宙速度返回地球。
“此次任務(wù)最大的難點(diǎn)就是采樣返回?！秉S志澄告訴澎湃新聞，“之前美國(guó)阿波羅計(jì)劃都是有人在月球表面開展采樣工作的，在有人現(xiàn)場(chǎng)操控的情況下搞采樣返回的困難相對(duì)無人要小。鑒于此次任務(wù)沒有載人，所以我們既要準(zhǔn)確地定位，又要提前設(shè)置好無人交會(huì)對(duì)接等關(guān)鍵步驟的時(shí)間點(diǎn)，這要求我們每項(xiàng)技術(shù)都要完整過關(guān)。此外，由于航天器將以第二宇宙速度返回地球，故在此過程中航天器的防熱技術(shù)也將經(jīng)受考驗(yàn)?！?/p>
“正因如此，我們因?qū)Υ舜巍衔濉蝿?wù)給予充分的期待，因其若獲得成功，那么將成為中國(guó)走向航天強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志?！秉S志澄向澎湃新聞表示。
