“嫦娥奔月”不再只是神話

顏士州

2020年11月24日，我國“長征五號遙五”運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程“嫦娥五號”探測器，火箭飛行約2200秒后，順利將探測器送入預(yù)定軌道，開啟了我國首次地外天體采樣返回之旅。

我們知道，月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，從地球上看月球，它似乎很小，其實(shí)月球的直徑是3760千米，盡管人類對月球已做了大量的觀測和月樣分析，但仍有許多問題模糊不清，人們還在為許多問題爭論不休。如月球的早期演化史;月球的內(nèi)部構(gòu)造、物理性質(zhì)與化學(xué)組成;月球與地球及其他行星形成、演化的共性與特性;月坑成因類型與輻射線的形成機(jī)制;礦產(chǎn)成分與分布特性等，所有這些都是月球科學(xué)研究中亟待解決的問題。

但事實(shí)證明，在月球上沒有水和大氣的風(fēng)化，也沒有生物的影響，在那里存在的歷史痕跡難以磨滅，若干年前形成的影像如今依然如故。這說明月球表面保存著歷史記錄，人類只有重返月球，才能真正獲得較為滿意的答案。

目前，地球的礦產(chǎn)資源日趨枯竭，能源也日益短缺。而在已進(jìn)行的探月活動(dòng)中，科學(xué)家們通過用不同的方法和手段對從月面取回的巖石和土壤樣品進(jìn)行的觀察、化驗(yàn)和分析，告訴我們，月球含有豐富的資源。

月球上有大量的“鐵塊”一樣的礦石，它們除了含有鐵外，還含有鎳和鈷，在月球巖石和月球土壤中，還含有銅、鈦、錳等金屬和放射性元素鈾、鈦，以及可以制造計(jì)算機(jī)芯片的硅。月球上的火成巖是提取鋁、硅、氧的良好原料。特別值得一提的是，科學(xué)家們從381千克的月球巖石和月球土壤中發(fā)現(xiàn)的60多種礦物，其中有6種是地球上沒有的，而地球上所有的化學(xué)元素，在月球巖石和月球土壤中卻都能發(fā)現(xiàn)。

我國探月工程自2004年1月立項(xiàng)并正式啟動(dòng)以來，已連續(xù)成功實(shí)施“嫦娥一號”到“嫦娥五號”的任務(wù)。

2007年10月24日，“嫦娥一號”探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，2009年3月1日完成使命，成功撞擊月球表面預(yù)定地點(diǎn)，完成硬著陸?！版隙鹨惶枴鲍@取了月球表面三維立體影像，分析了月球表面有用元素含量和物質(zhì)類型的分布特點(diǎn)，探測了月壤厚度和地球至月亮的空間環(huán)境。

2010年10月1日，“嫦娥二號”探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，6日被月球捕獲，進(jìn)入環(huán)月軌道，2012年12月15日完美收官?！版隙鸲枴鲍@取了月球表面三維影像，分辨率優(yōu)于10米，探測了月球表面硅、鎂、鋁、鈣、鈦、鉀、釷、鈾等元素的含量與分布特征，還探測了月壤特性和地月與近月空間環(huán)境。

2013年12月2日，“嫦娥三號”探測器由“長征三號”運(yùn)載火箭送入太空，陸續(xù)開展了“觀天、看地、測月”的科學(xué)探測任務(wù)，2013年12月16日“嫦娥三號”探測器任務(wù)獲得成功。這次為了更好地了解月球，“嫦娥三號”探測器首次使用了一臺新研制的測月雷達(dá)和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，完成了首幅月球地質(zhì)剖面圖，展現(xiàn)了月球表面以下330米深度的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征和演化過程，并發(fā)現(xiàn)了一種全新的巖石——月球玄武巖。首次明確證明了月球上沒有水，同時(shí)首次獲得地球等離子體層圖像，為空間天氣預(yù)報(bào)提供了大量依據(jù)，保障了地面通訊以及地面與航天器之間的通訊安全。

2018年12月8日，“嫦娥四號”探測器發(fā)射升空，于2019年1月3日在月球背面預(yù)選區(qū)著陸，并在1月11日與“玉兔二號”完成兩器互拍工作。隨后開展了月表地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造、礦物組成和化學(xué)成分、月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地月空間與月表環(huán)境等探測活動(dòng)，建成基本配套的月球探測工程系統(tǒng)。另外，探測器對月球背面，尤其是太陽系內(nèi)已知最大的隕石坑進(jìn)行了探測，還嘗試了月球背面的中繼通訊，進(jìn)行了世界首次低頻射電天文觀測。

2020年11月24日，在中國文昌航天發(fā)射場，“長征五號遙五”運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程“嫦娥五號”探測器，順利將探測器送入預(yù)定軌道，開啟了我國首次地外天體采樣返回之旅。

“嫦娥五號”探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成，在經(jīng)歷了地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行后，著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離，軌道器攜帶返回器留軌運(yùn)行，著陸器承載上升器擇機(jī)實(shí)施月球正面預(yù)選區(qū)域軟著陸，按計(jì)劃開展月面自動(dòng)采樣等后續(xù)工作。

和前幾次探月任務(wù)相比，“嫦娥五號”探測器任務(wù)最重要的目標(biāo)就是“采樣返回”。這也是中國“探月工程”規(guī)劃中的第三步。具體的工程目標(biāo)是突破跟采樣返回相關(guān)的一些關(guān)鍵技術(shù)，其次是實(shí)現(xiàn)地外天體的自動(dòng)采樣返回，另外還可進(jìn)一步完善探月工程體系，為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。

月球是人類的一筆巨大的財(cái)富，在21世紀(jì)中期人類將會很好地開發(fā)它、利用它。未來我國將立足于全月面到達(dá)，在月球南極建立科研站，可以長時(shí)間對地球進(jìn)行全方位的觀察。不久的將來，在這個(gè)幾十億年來荒涼、寂寞的月球上，將會呈現(xiàn)采礦機(jī)晝夜奔忙，冶煉場上電光閃閃的景像;而在永久性基地里，更是草青樹綠，流水潺潺，從地球上喬遷到這里的人類居民們，都在各自的崗位上辛勤地工作著。