探索未知世界，是人類與生俱來的本能。

2020年11月24日，長征五號遙五運載火箭搭載嫦娥五號月球探測器成功發(fā)射并進(jìn)入預(yù)定軌道。標(biāo)志著我們已經(jīng)進(jìn)入了全新的太空探索時代。

搭載嫦娥五號月球探測器的長征五號遙五運載火箭發(fā)射瞬間

2004年，我國探月工程立項實施，確定了第一階段繞、落、回三步走戰(zhàn)略規(guī)劃。從嫦娥一號到嫦娥四號，圓滿完成三步走戰(zhàn)略的前兩步。本次嫦娥五號計劃首次實現(xiàn)從月球采樣并且返回，有望為我國探月工程三步走發(fā)展戰(zhàn)略畫上一個圓滿的句號。

這也是自1976年以來，人類再一次發(fā)射月球無人采樣器前往月球表面取樣并返回地球。

本期簡單回顧一下嫦娥工程，嫦娥五號任務(wù)，以及討論一下探月的重大意義。

嫦娥五號

嫦娥工程計劃分為無人月球探測、載人登月以及建立月球基地3個階段。目前已經(jīng)發(fā)射的嫦娥一號到嫦娥五號探測器，都屬于無人月球探測階段，這一階段分為繞落回三步走。

繞

第一步繞的主要任務(wù)是研制和發(fā)射能夠探測月球的衛(wèi)星，為后續(xù)工作鋪路。繞月時可利用很多儀器對月球拍照、觀測。

2007年10月24日，嫦娥一號發(fā)射成功，首次實現(xiàn)我國自主研制的衛(wèi)星進(jìn)入月球軌道并獲得全月圖，在軌有效探測16個月,實現(xiàn)我國探月工程第一步戰(zhàn)略目標(biāo)。

嫦娥一號

落

第二步落的任務(wù)是讓無人探測器無損地降落在月球上。

2010年10月1日，嫦娥二號作為二期工程先導(dǎo)任務(wù)發(fā)射成功，為嫦娥三號勘測了落月區(qū)域，驗證了部分關(guān)鍵技術(shù)，獲得了世界上首幅7米分辨率全月圖;拓展任務(wù)實現(xiàn)飛赴日地L2點開展探測，與圖塔蒂斯小行星近距離交會。

2013年12月14日嫦娥三號在月球表面成功軟著陸，隨后，著陸器與玉兔號月球車完成互拍并將圖像傳回地面，實現(xiàn)我國探月工程第二步戰(zhàn)略目標(biāo)。

嫦娥三號著陸器與月兔號月球車

2014年10月24日，探月工程三期再入返回飛行試驗器從地球出發(fā)，成功繞月后，11月1日，返回器以半彈道跳躍方式再入地球大氣層，安全精確著陸，為嫦娥五號任務(wù)奠定了堅實技術(shù)基礎(chǔ)。

探月工程三期再入返回飛行試驗器

2018年5月21日，嫦娥四號任務(wù)的中繼通信衛(wèi)星鵲橋發(fā)射成功。鵲橋穩(wěn)定運行在地月引力平衡點軌道，解決了月球背面與地球的通訊問題。

嫦娥四號的中繼通信衛(wèi)星鵲橋

2019年1月3日嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地馮·卡門撞擊坑的預(yù)選著陸區(qū)，實現(xiàn)人類探測器首次月球背面軟著陸。之后玉兔二號月球車從嫦娥四號著陸器完成分離，成為第一輛踏上月球背面的月球車。玉兔二號月球車攜帶有全景相機(jī)、探月雷達(dá)、紅外成像光譜儀和與瑞典合作的中性原子探測儀等設(shè)備。

嫦娥四號

玉兔二號

回

回是三步走的最后一步，目標(biāo)是讓登上月球的探測器先采集樣品再回到地球，這個任務(wù)就是由嫦娥五號來完成的?？茖W(xué)家就能夠在地球?qū)υ虑蜍嚥杉臉悠愤M(jìn)行分析。

嫦娥五號任務(wù)

嫦娥五號探測器全重8.2噸，由軌道器、返回器、著陸器、上升器4個部分組成。嫦娥五號發(fā)射要實現(xiàn)多項技術(shù)突破，主要在于4個方面：月面采樣、月面起飛、月球軌道的交會對接和高速返回。

嫦娥五號探測器

嫦娥五號的降落地點很特殊，具有很高的研究價值。這個位置位于月球正面最大的月海風(fēng)暴洋北部呂姆克（Rumkel）山脈附近，這里從來沒有其他國家的探測器到訪過。

成功落月后，嫦娥五號將在月球表面采集約2公斤重的月面土壤等樣本。取樣方式有兩種，其一是在月面打鉆，為了取得較深層的月壤；其二是用機(jī)械臂在月球表面取樣。

嫦娥五號采集月球土壤

然后封裝樣品放進(jìn)上升器，從月面點火升空進(jìn)入月球軌道，并與軌道器和返回器的聯(lián)合體對接，將樣品轉(zhuǎn)移至返回器內(nèi)。

上升

對接

隨后，軌道器攜帶返回器點火飛向地球，在進(jìn)入大氣層前分離，軌道器脫離于太空中，返回器將降落在內(nèi)蒙古境內(nèi)的草原上。

返回

至此，將實現(xiàn)我國探月工程第三步戰(zhàn)略目標(biāo)。

取回2公斤月球土，如此大費周章，到底是為了什么

此前對美國、前蘇聯(lián)獲取月壤樣品的研究表明，月球上的火山活動在35億年前達(dá)到頂峰，然后減弱并停止。但近來對月球表面的觀測發(fā)現(xiàn)，某些地區(qū)可能含有最近10至20億年前才形成的火山熔巖。

嫦娥五號著陸點

嫦娥五號著陸地區(qū)所在的風(fēng)暴洋相對較年輕，富集鈾、釷、鉀等放射性元素，這里的某些區(qū)域可能含有大約13億至20億年前才形成的火山熔巖。

通過研究這些月壤物質(zhì)，既可以填補(bǔ)月球地質(zhì)演化歷史的空白時期，也可以為了解太陽系形成、太陽活動等提供必要的信息。

月球探索的重大意義

除了對月球土壤研究以外，月球探索還有許多重大意義，比如。

1、可以充分展示綜合國力，增強(qiáng)民族凝聚力

人造地球衛(wèi)星發(fā)射、載人航天和深空探測，是人類航天活動的三大領(lǐng)域。月球探測是深空探測的首選目標(biāo)。月球探測是一個國家綜合國力的體現(xiàn)，是航天技術(shù)發(fā)展水平的象征，是提升國家地位的載體，是一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

尤其是近幾年來，隨著探測技術(shù)的新發(fā)展和月球資源的新發(fā)現(xiàn)，月球探測再度成為人類航天深空探測活動的重點和熱點。我國已經(jīng)在人造衛(wèi)星發(fā)射和載人航天技術(shù)領(lǐng)域里取得了重大突破，適時開展以月球探測為主的深空探測，加深對月球的了解，為參與月球資源的開發(fā)利用做出應(yīng)有貢獻(xiàn)，是中國航天活動的必然選擇。

2、維護(hù)中國月球權(quán)益的需要

盡管聯(lián)合國在1984年通過的《指導(dǎo)各國在月球和其他天體上活動的協(xié)定》(簡稱《月球條約》)中規(guī)定，月球及其自然資源是人類共同財產(chǎn)，任何國家、團(tuán)體不得據(jù)為己有。但是，近期美國聯(lián)合澳大利亞、加拿大、日本、盧森堡、意大利、英國以及阿聯(lián)酋簽署了《阿爾忒彌斯協(xié)議》，這個協(xié)議很有可能被拿來鉆《月球條約》中的一些模糊條款的空子，從而在月球劃分勢力范圍。如何維護(hù)我國的空間利益已成為必須關(guān)注的問題。我國只有開展月球探測并取得一定成果，才具有分享開發(fā)月球權(quán)益的實力，才能維護(hù)合法的月球權(quán)益。

3、將帶動和促進(jìn)中國基礎(chǔ)科學(xué)和高科技的發(fā)展

月球探測是促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的重要載體。實施月球探測工程將會促進(jìn)宇宙科學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)等的創(chuàng)新與發(fā)展，這些科學(xué)的進(jìn)展又將帶動更多的基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展。

月球探測工程是一項多學(xué)科高技術(shù)集成的系統(tǒng)工程，實施這樣的戰(zhàn)略工程將推動航天工程系統(tǒng)集成、深空測控通信、新型大推力運載火箭和航天發(fā)射等航天技術(shù)的跨越式發(fā)展，帶動信息技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)、光電子技術(shù)、機(jī)器人、人工智能、遙感科學(xué)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、遙科學(xué)等其他高技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)科技進(jìn)步，具有重要的作用。

4、將為人類開發(fā)利用月球資源做準(zhǔn)備

人類已取得的月球探測成果表明，月球上特有的能源和礦產(chǎn)，是對地球資源的重要補(bǔ)充和儲備。

比如，月球上存在大量的氦-3，能在核聚變反應(yīng)中釋放巨大能量，而且?guī)缀醪划a(chǎn)生放射性污染，被認(rèn)為是未來人類社會的完美能源。據(jù)初步估算，月球上蘊藏的氦-3大約為100萬噸到500萬噸，可供人類使用一萬年以上。通過研究本次取得的月球土壤，將能夠更精確的估算月球上氦-3儲量。

另外，由于月球上太陽輻射強(qiáng)，每年可產(chǎn)生12億千瓦的能量，因此，在月球建立太陽能發(fā)電站也可能成為人類獲取新能源的途徑之一。

同時，利用月球具有高真空、低重力的特殊環(huán)境，既能生產(chǎn)特殊強(qiáng)度、塑性等性能優(yōu)良的合金和鋼材，還能生產(chǎn)諸如超高純金屬、單晶硅、光衰減率低的光導(dǎo)纖維和高純度藥品等。

在月球上尋找制造可以制造氧氣、水和燃料的資源，能夠為未來人類月球基地創(chuàng)造有利條件。

5、將促進(jìn)深空探測活動的發(fā)展

深空探測是一個重要的航天領(lǐng)域，月球探測是深空探測的首選目標(biāo)。由于月球上沒有人為改造和破壞，研究月球，了解月球的成因、演變和構(gòu)造等諸方面的信息，有助于了解地球的遠(yuǎn)古狀態(tài)、太陽系乃至整個宇宙的起源和演變，有助于搞清空間現(xiàn)象和地球自然現(xiàn)象之間的關(guān)系，可以極大地豐富人類對地球、太陽系以至整個宇宙起源和演變及其特性的認(rèn)識，從中尋求有關(guān)地球上生命起源和進(jìn)化的線索。

6、將促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展

中國月球探測工程所帶動的基礎(chǔ)科學(xué)和高新技術(shù)的進(jìn)步，取得的成果會逐步在國民經(jīng)濟(jì)各方面進(jìn)行推廣應(yīng)用，對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將帶來牽引和推動作用。

7、將促進(jìn)空間天文觀測和研究的深入

月球環(huán)境，是進(jìn)行空間天文學(xué)研究得天獨厚的場所。月球表面的地質(zhì)構(gòu)造極其穩(wěn)定，沒有大氣層對光線和電波的吸收、散射和折射等干擾，沒有塵埃污染，沒有磁場，月球的背面沒有地球的光反射，屏蔽了地球的低頻噪聲，月震很微小。月球有漫長的黑夜，這種環(huán)境為建造高精度天文觀測臺提供了理想的場所，在月球赤道附近架設(shè)望遠(yuǎn)鏡可以進(jìn)行全波段的天文觀測，獲取地面觀測系統(tǒng)所無法得到的信息。

直觀一點說，在月球上用40厘米口徑望遠(yuǎn)鏡的觀測效果能夠達(dá)到地球８米口徑望遠(yuǎn)鏡的效果。

做太空探索時代的領(lǐng)導(dǎo)者

五百年前歐洲國家主導(dǎo)的大航海時代，奠定了歐洲繁榮的基礎(chǔ)。而今天，太空探索時代的勝利者，將有可能成為未來世界的領(lǐng)導(dǎo)者。

以嫦娥工程為代表的月球探測工作是我國邁出航天深空探測的第一步，實現(xiàn)了我國航天深空探測零的突破。祝嫦娥五號任務(wù)圓滿成功。