嫦娥五号月球探测器的意义有哪些？为什么要去月球“挖土”?

据新华视点报道，北京时间12月2日4时53分，探月工程嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装。目前，着陆器和上升器组合体正按计划进行表取采样。

为什么要去月球“挖土”?

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。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科研站的运行，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。

事实上，嫦娥五号将带回的“土”，具有更高的天然放射性元素浓度，能帮助科学家研究月球地质演化历史、了解太阳活动，也将为人类开采月球资源铺平道路。

为了去月球“挖土”，主要航天国家都很拼。苏联月球16号探测器从月球取回了一块101克的小样本，月球20号探测器和月球24号探测器则分别采集到了55克与170克样品;1969年7月至1972年12月间，美国通过阿波罗11号到阿波罗17号载人飞船实施了7次载人登月任务，除了阿波罗13号因发生故障中途返回，其余6艘飞船皆完成登月，成功将12名航天员送上月球，共带回月壤和月岩样品约382千克。

中国在2004年立项的嫦娥探月工程规划包括无人月球探测、载人登月和建立月球基地三个步骤。嫦娥五号此次探月任务是无人月球探测阶段的最后一步。

国家航天局探月与航天工程中心副主任、嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇表示，嫦娥五号任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中“回”这一步的主任务，要实现月球表面采样返回。这次嫦娥五号的任务是带回约2千克月壤。

挖土前造了11年“月壤”

早在2009年，天津大学空间力学团队崔玉红教授和王建山教授就开始在实验室里“造土”——寻找各种合适的材料，尽量符合月球表面土壤的各种参数，部分成果最先应用于嫦娥三号。

此次嫦娥五号降落在吕姆克山，同嫦娥三号和嫦娥四号着陆地点不同，并且着陆器的重量不同、任务不同，在月貌试验场内，空间力学团队根据不同参数顺利完成了20多种不同的月貌模拟试验，特别是模拟出月坡、月坑、月石等多种组合和极端工况。

为何选择两种“挖土”模式?

据国家航天局介绍，嫦娥五号探测器自动采样任务采用表钻结合，多点采样的方式，设计了钻具钻取和机械臂表取两种“挖土”模式。

航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢介绍称，单一的采样方式获取的样品形式种类和总量等方面受限制比较多，用两种方式能够获得更多种类、更多数量的样品。另外我们从工程本身来讲，设计钻取和表取这两种方式，可以互为备份。

“挖土”意义重大

长久以来，中国人研究月球的地质演化基本上只能通过撞击坑的叠置关系以及国外的月球数据来进行，但是从中国的登月计划开始实施以来，我们逐渐有了丰富的月表探测数据。挖回来的月样对于我们研究月球的演化历史无疑具有很重要的作用。

此外，研究这些月壤，一方面能够揭示出在月球上发生过的陨石撞击事件的细节，另一方面则能够为我们揭示在空间中的物质经历空间风化的过程，为将来的星际建筑和设备抵御空间风化做准备;另外，更为细小的月尘则容易漂浮，在月球条件中，月尘的漂浮会导致宇航员视觉模糊、探测器光学元件污染、能源与热控系统衰退、机械磨损和故障等，研究这些物质也能够为将来的月球探测工作和月球基地建设工作提供防尘的方案。

俄罗斯科学院航天研究所核行星学科室主任伊戈尔·米特罗法诺夫2日在接受俄卫星通讯社采访时表示，“嫦娥五号任务是创新型的，并不是其他国家以前完成的项目的重复。”米特罗法诺夫解释说，独特之处在于，探测器带着货物返回时，两个设备将自动在绕月轨道上对接，这还是有史以来第一次。第二个特点是计划采集的月壤样品约为2公斤。这是苏联探测器带回到地球样品质量的10倍。

除月球外，人类还对彗星、太阳、小行星进行过采样返回探测，并成功获得一些地外星球的样品。俄罗斯的“月球-国际”探测器计划在2027年对月球进行采样返回任务，2020年代末期将对火星进行采样返回任务。日本计划在2024年通过火星卫星探测项目(MMX)对火星卫星(Phobos)进行采样返回任务。中国、美国以及欧洲也正在计划火星采样任务。