1935.3克,！這是人類首次月背采樣返回。

別看這只是近4斤的“土”,，它的價(jià)值可比黃金還貴重?？茖W(xué)家們對(duì)這些從月球來的寶貝寄予厚望,，因?yàn)樗鼈儾刂虑虻那笆澜裆踔潦翘栂档拿孛?，每一粒都可能是打開新知大門的鑰匙。

對(duì)于這份月壤,，我們有太多的好奇與期待,。

奔月“挖土”,，探索秘境中的秘境

自20世紀(jì)50年代起，人類對(duì)月球開展了100多次探測(cè)，并10次從月球正面采樣返回——美國通過阿波羅計(jì)劃6次載人登月,，共帶回了381.7千克月球樣品；蘇聯(lián)通過月球探測(cè)器,，分3次采集了326克月球樣品,；2020年，嫦娥五號(hào)實(shí)施中國首個(gè)無人月球采樣返回任務(wù),，帶回了1731克月球樣品。

那么,，既然嫦娥五號(hào)任務(wù)已圓滿完成，作為備份的嫦娥六號(hào)為何還要奔月“挖土”,？

因?yàn)椋瑢?duì)于月球研究來說,，這些樣品的多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

“月球表面積接近3800萬平方公里,，只比亞洲面積小一點(diǎn)，目前的采樣研究很有限,。”國際宇航聯(lián)合會(huì)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光說,，月球背面和正面地形地貌差異非常大，形成過程中有自身的特殊性,，對(duì)其地質(zhì),、火山活動(dòng)等方面的研究需要更多的樣品來支撐。

已有研究也表明,，月球具有二分性,，正面和背面的成分、結(jié)構(gòu)等都存在顯著區(qū)別,。月球正面月殼厚度大約30千米至50千米,，玄武巖分布面積大于30%；而月球背面厚度大約60千米至80千米,，玄武巖分布面積僅約3%,。由于直接暴露在太空中，月球背面如同一塊盾牌,，阻擋了大量小天體對(duì)地球的直接撞擊,，因此與較為平坦開闊的月球正面不同,，月球背面布滿溝壑,、峽谷和懸崖?！耙粋€(gè)很明顯的特點(diǎn)就是,，月球表面90%以上的低洼平坦區(qū)域都在月球正面，這些區(qū)域被稱為月海,，嫦娥五號(hào)就降落在月球正面最大的月?！L(fēng)暴洋中。而月球背面除了莫斯科海以外,，幾乎沒有大型的月海,。”楊宇光說,。

由于月球被“潮汐鎖定”,，自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相等，地球強(qiáng)大的引力讓月球總是以同一面朝向地球,，人類在地球上也只能看見月球的正面,。對(duì)于人類而言，月球背面可謂“秘境中的秘境”,?！翱梢哉f，在月球采樣方面,，嫦娥五號(hào)是從時(shí)間上補(bǔ)齊了這一環(huán),，因?yàn)槠湓谠虑蛘嫒〉搅似褡钅贻p、地質(zhì)年齡約為20億年的月壤,，嫦娥六號(hào)則是從空間上補(bǔ)齊了這一環(huán),。”楊宇光表示,。

和月球正面的“土”相比,，月球背面的“土”又有什么不一樣？

“從月球背面,，尤其是從我們選擇的南極-艾特肯盆地采集樣品,，在礦物化學(xué)成分上可能與正面樣品有非常大的差別?！辨隙鹆?hào)任務(wù)副總設(shè)計(jì)師,、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員李春來認(rèn)為，研究這些樣品有助于揭示月球背面特有的地質(zhì)構(gòu)造和物質(zhì)成分的差異,，更全面地了解月球的地質(zhì)演化歷史,，“以往采集的樣品，只認(rèn)識(shí)到半個(gè)月球”。

李春來分析,，嫦娥六號(hào)采樣點(diǎn)位于巨大的撞擊盆地里,，它受到早期撞擊事件的拋射，很可能會(huì)挖掘到深部物質(zhì),?！澳蠘O-艾特肯盆地是一個(gè)巨大的撞擊坑，可以為早期的撞擊歷史,，甚至地球的早期撞擊過程研究提供機(jī)會(huì),，有助于了解太陽系早期的演化歷史和判斷歷史，推動(dòng)比較行星學(xué)的研究”,。

“我們?cè)诓蓸舆^程中就感覺月球背面和正面的月壤不太一樣,，正面的月壤比較細(xì)膩、松散,，背面的狀態(tài)似乎不太一樣,，所以我們有更高的期待，希望科學(xué)家們有新的發(fā)現(xiàn),?！辨隙鹆?hào)任務(wù)總設(shè)計(jì)師胡浩說。

1935.3克,，每一克都是科技的突破

53天,，11個(gè)階段，1935.3克,！

從5月3日,，長(zhǎng)征五號(hào)遙八運(yùn)載火箭成功將嫦娥六號(hào)探測(cè)器送入預(yù)定軌道開始，歷經(jīng)地月轉(zhuǎn)移,、近月制動(dòng),、四器兩兩分離、平穩(wěn)落月,、鉆表取樣,、月面起飛、交會(huì)對(duì)接,、樣品轉(zhuǎn)移,、環(huán)月等待、月地轉(zhuǎn)移,、再入回收等階段,，嫦娥六號(hào)最終滿載成果返回地球。

回顧這段探月之旅,，月背“土特產(chǎn)”,，來得不容易,。

難在哪兒？月背地形地貌復(fù)雜,、落月機(jī)會(huì)只有一次、“挖土”如同“開盲盒”……月背采樣返回,，沒有先例可循,，面臨很多新情況、新問題,。

“這次任務(wù)比嫦娥四號(hào)降落月背,、嫦娥五號(hào)月表采樣都更具挑戰(zhàn)性?！睏钣罟庹J(rèn)為,，嫦娥六號(hào)面臨的一大困難在于，“在月背降落,、采樣和起飛均需要通過中繼衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)控,，整個(gè)過程無法通過地面站直接監(jiān)控?！?

“嫦娥六號(hào)原來是嫦娥五號(hào)的備份,，執(zhí)行月背任務(wù)是對(duì)備份提出的新挑戰(zhàn)?！痹诤瓶磥?，挑戰(zhàn)來自質(zhì)量和可靠性、技術(shù)狀態(tài)變化以及計(jì)劃安排等多個(gè)方面,。

怎么辦,？在嫦娥六號(hào)執(zhí)行任務(wù)之前，科研人員對(duì)上天產(chǎn)品和地面產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性進(jìn)行深入分析,，使整個(gè)系統(tǒng)更健全,、更健康、更可靠,；為在月球背面著陸采樣,，做出了很多與之相適應(yīng)的改變；在一年多的時(shí)間內(nèi),，從頭開始研制鵲橋二號(hào)中繼星,，開展大量試驗(yàn)和驗(yàn)證工作……

“事實(shí)證明，我們成功應(yīng)對(duì)各項(xiàng)挑戰(zhàn),，圓滿完成了任務(wù),。”胡浩說,。

困難不斷被克服,，關(guān)鍵核心技術(shù)更有新突破,。

“亮點(diǎn)非常多！”楊宇光介紹,，嫦娥六號(hào)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了三大關(guān)鍵技術(shù)突破,。

——突破月球逆行軌道設(shè)計(jì)與控制技術(shù)。嫦娥六號(hào)與嫦娥五號(hào)的基本狀態(tài)一致,，不同在于,，嫦娥六號(hào)是在月球背面著陸，著陸位置由北半球變?yōu)槟习肭?。若沿用嫦娥五?hào)的環(huán)月順行軌道方案,，就意味著很多設(shè)備的朝向是反的。嫦娥六號(hào)采用的逆行環(huán)月軌道方案,，雖給軌道設(shè)計(jì)帶來一定難度,，但避免了硬件設(shè)備的大幅調(diào)整，做到了整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu),。這是一個(gè)設(shè)計(jì)很精巧,，能有效降低成本的措施。

——突破月背智能采樣技術(shù),。嫦娥六號(hào)月背采樣只能靠鵲橋二號(hào)中繼星支持,，一旦出現(xiàn)問題，任務(wù)就難以進(jìn)行,，“尤其是表取,，由于機(jī)械臂路徑不是唯一的，在無人干預(yù)的情況下,，要自主完成任務(wù),，難度很大?！毖兄迫藛T為嫦娥六號(hào)采樣封裝分系統(tǒng)進(jìn)行了多項(xiàng)升級(jí),，設(shè)計(jì)了適應(yīng)月球背面采樣的控制算法和采樣策略，進(jìn)一步提高了采樣的智能化,、自動(dòng)化程度,，增強(qiáng)了采樣效率和能力。

——突破月背起飛上升技術(shù),。嫦娥六號(hào)從月背起飛,，要在鵲橋二號(hào)中繼星的輔助下進(jìn)行智能自主控制。嫦娥六號(hào)采樣返回采用了月球軌道交會(huì)對(duì)接的方式,，這就要求上升器進(jìn)入和軌返組合體相同的軌道面,，然后通過調(diào)整實(shí)現(xiàn)近距離交會(huì)對(duì)接。上升器在繞月軌道上的飛行速度約為1700米每秒,，如此高速意味著極小的軌道面偏差就會(huì)導(dǎo)致交會(huì)對(duì)接失敗,。

“嫦娥六號(hào)任務(wù)是中國航天史上迄今為止技術(shù)水平最高的月球探測(cè)任務(wù),，也是我國第四次成功在月面實(shí)施軟著陸。這對(duì)未來更大規(guī)模,、更深入的月球探測(cè),、深空探測(cè)活動(dòng)，都會(huì)起到夯實(shí)基礎(chǔ)的作用,?！睏钣罟庹f。

近觀月壤一克,，遙測(cè)星河萬年

6月28日，探月工程嫦娥六號(hào)任務(wù)月球樣品交接儀式在北京舉行,，國家航天局向中國科學(xué)院移交了嫦娥六號(hào)樣品容器,，交接了樣品證書。這標(biāo)志著嫦娥六號(hào)任務(wù)由工程實(shí)施階段正式轉(zhuǎn)入科學(xué)研究新階段,。

月球樣品,，顆粒皆珍貴，要如何管理,？

其實(shí),，這有章可循。2021年,，國家航天局發(fā)布《月球樣品管理辦法》,，規(guī)范月球樣品的保存、管理和使用,，以發(fā)揮其科研價(jià)值與社會(huì)效益,。原則上，月球樣品分為永久存儲(chǔ),、備份永久存儲(chǔ),、研究和公益四種基礎(chǔ)用途。

月球樣品實(shí)驗(yàn)室,，便是“第一站”,。無論是嫦娥五號(hào)月球樣品，還是嫦娥六號(hào)月球樣品,，都要在這里解封,、存儲(chǔ)和分發(fā)。

月球樣品實(shí)驗(yàn)室由外及里,，共分為三個(gè)房間,。第一間用來解封樣品，第二間存儲(chǔ)了嫦娥五號(hào)月球樣品,，而第三間便是為嫦娥六號(hào)月球樣品所準(zhǔn)備的,。

在實(shí)驗(yàn)室,，工作人員以“是否接觸過大氣”為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)已有的嫦娥五號(hào)月球樣品進(jìn)行分類存儲(chǔ),。嫦娥六號(hào)探測(cè)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師周琴介紹,，接觸過大氣的月球樣品分為兩部分，一部分是當(dāng)時(shí)挑出來的一些巖塊樣品,，另外一部分是對(duì)外發(fā)布的一些返還樣品,。而沒有接觸過大氣的原始月球樣品，會(huì)被存放在一個(gè)充氮密封手套箱里,。

此外,，周琴還介紹了樹脂包埋的保存方法—將小的巖屑顆粒或月壤做成樹脂光片的形式,，科研人員就可以直接用這些光片去做同位素,、化學(xué)成分的分析。采用這種方法能保持樣品顆粒的原始形態(tài),，方便研究,，同時(shí)在封存狀態(tài)下，樣品不易破碎,，利于長(zhǎng)期保存使用,。

存得好，更要用得好,。

此前,，國家航天局已向國內(nèi)131個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)放了7批次共85.48克嫦娥五號(hào)月球樣品。國家航天局副局長(zhǎng)卞志剛透露,，從嫦娥五號(hào)月球樣品中,，中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了月球的第6種新礦物“嫦娥石”；研究還證明,，月球在19.6億年前仍存在巖漿活動(dòng),，使目前已知月球地質(zhì)壽命“延長(zhǎng)”了10億年。月球樣品進(jìn)入“嫦娥時(shí)代”,，極大豐富了人類對(duì)月球乃至宇宙的認(rèn)知,。

隨著對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品研究的深入，更多月球奧秘正被揭開,。

全國空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩表示,，根據(jù)任務(wù)計(jì)劃，嫦娥六號(hào)的主要科學(xué)任務(wù)集中在尋找新礦物和巖石,、尋找月球深部物質(zhì),、尋找古老物質(zhì)、揭開蘇長(zhǎng)巖成因之謎等方面,。想要揭秘,，還需等待科研人員完成對(duì)樣品的分析和研究,，但不妨展望一二—嫦娥六號(hào)月球樣品中或許含有以下成分：巖石碎片，這些碎片來自月球表面的巖石,；礦物顆粒,，包括長(zhǎng)石、輝石,、鈦鐵礦等,，是月表的主要組成部分；玻璃物質(zhì),，由撞擊熔融形成,；微量元素，如銅,、金等,，對(duì)研究月球形成和演化很有幫助；氦-3,，一種潛在的核聚變?nèi)剂稀?

月球古老神秘，人類求索不停,。從一抔月壤開始,，對(duì)未來，我們充滿期待,。（項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)：記者 趙斌藝,、崔興毅）

（編輯：映雪 ）