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嫦娥五号今开启“探月”之旅

记者从国家航天局获悉，2020年11月23日18时30分许，长征五号遥五运载火箭开始加注液氧液氢低温推进剂，计划于24日凌晨4时至5时择机实施发射任务。

这是长征五号系列运载火箭的第二次应用性发射，将运送探月工程嫦娥五号探测器至地月转移轨道，实施我国首次地外天体采样返回任务。

此次长征五号遥五火箭发射窗口时间，是在综合考虑地月位置关系等因素基础上，经过轨道设计选择出的最佳发射时间。

本次嫦娥五号月球探测器计划首次实现从月球的采样返回，把月壤或月岩等宝贵样品带回地球，届时将有望为我国探月工程重大科技专项“绕、落、回”三步走发展战略画上一个圆满的句号。

地月之间平均单程距离约为38万公里，走一个来回将近80万公里，月球样品中究竟有哪些奥秘值得我们如此费力去挖掘？回望历史，人类在去月球“挖土”这件事上取得过哪些成就？本次我国嫦娥五号任务从取样地点到采样重量上会有哪些特别之处呢？

月壤虽是土，信息含量大

“月壤即月球的土壤，虽然在月球上唾手可得，但是对地球人来说却蕴藏着巨大的科学价值。”中国地质大学(武汉)行星科学研究所教授肖龙说，月壤是研究月球的样本，由月球岩石在遭受陨石撞击、太阳风轰击和宇宙射线辐射等空间风化作用后形成，其中有大量的月球岩石碎块、矿物及陨石等物质。科学家通过研究这些月壤物质，既可以了解月球的地质演化历史，也可以为了解太阳活动等提供必要的信息。

“探测月球有3种常用方法。”全国空间探测首席科学传播专家庞之浩告诉记者，一是环绕探测，主要用于对月球进行综合性普查；二是着陆和巡视探测，主要用于对月球进行区域性详查；三是采样返回探测，主要用于对月球进行区域性精查。相比前两种方法，采样返回探测，可以将月球的月壤等关键性样品运回地面实验室供科学家进行精准分析研究，有利于进一步了解月球的状态、温度、物质含量等重要信息，深化对月壤、月壳和月球形成演化的认识。

庞之浩表示，从技术层面看，3种空间探测方式有明显的递进关系，每一步都是对前一步的深化，并同时为下一步奠定基础，最终达到全面、深入了解月球的目的。完成月球取样返回任务，需要经历一个全面、精细、深入的科学探测过程，可以突破一系列关键技术，并为今后载人登月和月球基地选址等提供有关数据、奠定技术基础。

“挖土”有魅力，价值抵万金

“载人飞船从月球采样返回，不仅采集量大、选择性强，而且采集范围可以很广，因为航天员可以到舱外活动，还能乘月球车漫游到比较远的地方去采集月球样品。例如美国阿波罗系列任务采样位置的地理分布、地质特征就非常丰富。”庞之浩说。

“通过对月球样品的分析，科学家们取得了丰硕的成果。”庞之浩说，科研人员通过研究发现，月壤中含有大量微小的橘红色玻璃形式颗粒，这些颗粒一般富含铝、硫和锌，它们是在月幔部分融化过程中，于月球表面下约300千米深处形成，因火山活动而喷出到月球表面。通过对样品的分析与实验证实，月壤和月岩中氧化铁的含量很高，从中可以制取水和氧，未来可利用月面物质支持月球基地的运行，并为登月飞行器补充燃料。更重要的是，科学家还在采集回来的样品中发现了核聚变的理想原料氦-3。按照目前地球的能源消耗规模，月球上的氦-3用于核聚变发电后能够满足人类约1万年的能源需求。

嫦娥有特色，选址位置新

“我国嫦娥五号对月壤的采样能力更强。”庞之浩表示，苏联月球16号、月球20号和月球24号3个无人月球探测器进行了3次月球采样返回任务，带回的月球土壤样品仅约330克，而我国仅嫦娥五号1个探测器就计划带回2千克月球样品。

据庞之浩介绍，采样重量会出现这么大的差别，是因为当时的苏联尚未掌握月球轨道无人交会对接技术，所以其3次无人月球采样任务采用的都是月面起飞直接返回地球方案，这样其上升器需要克服返回舱与大量燃料带来的巨大负重，因此极大压缩了采样重量。而嫦娥五号计划采用具有世界领先水平的月球轨道无人对接方案转移月壤，上升器不用搭载返回舱，只需少量燃料，因此采样重量呈几何级提高。

另据相关报道，嫦娥五号的取样地址也很有特色，具有很高的研究价值。嫦娥五号将在月球正面最大的月海风暴洋北部吕姆克山脉附近着陆，此地从未有其他国家的探测器到访过。风暴洋相对较年轻，富集铀、钍、钾等放射性元素，该地存在大约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。

综合新华社、《科技日报》