月球“挖土”一周年 | 我国首次月球采样返回任务全解读

为庆祝中国共产党成立100周年，鼓励青少年学习航天科学知识，中国航天科普融媒体平台联合辽宁《新少年》杂志，启动《献礼建党百年——中国航天科技成就巡礼》专栏，为青少年讲述中国航天科技取得的成果。

2020年11月24日，嫦娥五号月球探测器从海南文昌航天发射场出发，开始执行月球采样返回任务。12月17日，嫦娥五号月球探测器成功携带1731克月球样品着陆在内蒙古四子王旗预定区域，我国首次月球采样返回任务圆满完成。那么，中国是从什么时候开始探测月球的？为什么要探测月球？嫦娥五号的月球采样返回之旅是什么样的？往下看，我们来一一解答。

自古以来，我们中华民族对月球充满了幻想和向往。古时，人们只能从地球遥望月球，远远地观察。于是，他们咏月，以诗歌寄托情思；他们记载，最早在商代的甲骨文中就有月食的记录；他们观察，制定了阴历并发现了潮汐想象与月球密不可分……而今的我们甚至很难想象，老祖宗们是如何在千万次反复观察月球后归纳、总结出来的。

尽管历史的长河滚滚向前，中华民族的儿女们对月球的情感却始终如一。今天，中国航天在月球探测上已跻身世界前列，已发射多个月球探测器，完成了绕飞月球，在月球上着陆、巡视，去月球采样、返回，精彩不断，成果连连。那么，我们的探月之旅是如何开启的呢？

一切从一块来自月球的小石头开始

1978年5月28日，美国总统安全事务顾问布热津斯基访问中国时，送给我们一件特殊的礼物——一块指尖大小的月球岩石样品。这颗小小的月岩只有1克重，是执行阿波罗载人登月任务的航天员从月球取回的月岩样品中的一小部分。

这是中国人第一次接触到真实的月岩，尽管只有小小的一块，但它来自月球，让积淀了千百年探月情怀的中华儿女不禁心潮澎湃。他们热切地想知道这块月岩是来自美国阿波罗工程的哪一次任务，取自月球的哪一片区域，它的成分是什么等等。这些信息，送礼的美国没有详细说明，他们想用这块月岩考察我们的测试能力和研究水平。

那么，这颗月球岩石究竟是来自美国航天员6次载人登月之旅的哪一次呢？要知道，在这6次载人月球探测任务中，美国航天员们共带回了重达382千克的月岩和月壤样品。

想要了解这颗月岩，就要进行深入的研究。于是，1克月岩被交给了科研机构开展相关研究工作。当时，我国研究天体岩石的科学家还很少，在经过全国大约近百名各方面的专家讨论后，他们决定只取一半做研究，另一半月岩被送到北京天文馆展出。至今，在北京的天文馆里，人们还能看到当年保存下来的另外半克月岩。

保存在北京天文馆的半克月岩

面对半克月岩，专家们小心翼翼地进行了测试和分析。他们测定出了月岩的矿物成分、结构构造、微量元素、化学成分、物理性质、产出环境和形成条件等。最终，专家们推断出这块月岩来自于阿波罗17号飞船采集回来的样品。参照了美国公布的数据后，他们还确定了这块月岩采自月球的什么位置以及所受光照条件如何。

专家们打开美国赠送的1克月岩

尽管硕果累累，但中华儿女更期待着能够用自己的力量去月球上一探究竟。经过几十年不懈的努力，终于在2004年，我国的探月工程立项了！中国探月工程被命名为“嫦娥工程”，中国人千年探月梦要付诸实现了。

嫦娥工程标志由书法特色的龙形

和一双脚印勾勒成“月”字

作为中华文明的继承者，我们站在前人的肩上，不断攀登高峰，向着月球迈进！十七年来，一步一个脚印地，中国人依靠自身力量完成了探月工程三步走——“绕”、“落”、“回”，实现了月球绕飞探测、月球软着陆及巡视探测、月球采样返回探测。做了这么多，我们究竟为什么要探月呢？除了是自古以来的梦想，花费巨大、难度巨大的探月活动能给我们带来什么呢？

我们为什么要探月？

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国家发展需要

探月是一个国家综合国力的体现。实施月球探测工程，在经济、科技和国家发展战略等方面有重大意义。同时，还能鼓舞人民的志气，振奋民族精神，激发民族自豪感，增强民族凝聚力。

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深入了解、认识地球和月球

月球上几乎没有大气和地质活动，也没有被改造和破坏过，因此探月活动可以帮助我们了解月球成因、演化和构造等信息，从中了解地球的起源和演化等，加深我们对地球和月球的了解和认识。

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引领高新技术发展

探月能促进学科的创新与发展，比如月球科学、空间天文学、材料科学等等，并带动更多学科共同发展。探月还会推动航天工程系统集成、深空探测通信、航天发射等技术的发展，带动信息技术、人工智能、遥感遥测、新能源技术等高新技术的发展，从而间接带动科学技术整体发展。

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为开发月球资源做准备

月球资源的开发利用将对人类社会的可持续发展产生深远影响，进行探月活动能够为未来人类开发利用月球资源做准备。比如月球上的氦-3资源是一种核聚变燃料，储量至少有约一百万吨，可供人类使用一万年以上，而地球上只有10吨到15吨。

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开展空间天文观测

由于月球上没有大气，是超真空环境，因此能够很容易地进行天文观测，例如可以进行在地球上无法实现的紫外天文观测。月球的背面永远背对地球，不会受到地球的各种活动、低频噪音以及人类活动的干扰，更是一片“净土”，能够获得更真实的宇宙信息。

探月好处多多，难怪各个航天大国趋之若鹜！中国探月工程也在去年迎来了“高光时刻”，月球探测器嫦娥五号完成了我国首次月球采样返回任务，首次带回了1.7千克的月球样品。那么，嫦娥五号精彩的探月之旅是什么样的呢？

嫦娥五号的“挖土”之旅

2020年11月24日，搭载着嫦娥五号月球探测器的长征五号运载火箭在文昌航天发射场发射成功，我国首次月球采样返回之旅启程啦！那么，本次探月之旅分为哪些步骤呢？下面，就让我们随着嫦娥五号开启一趟月球往返之旅吧！

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旅行的第一步，到达目的地！

嫦娥五号从文昌航天发射场出发，直接进入地月转移轨道，飞向月球。飞抵月球附近后，嫦娥五号会先“刹车”，进行点火制动并环绕月球飞行，逐渐减速，为着陆月球做准备。

与嫦娥三号、嫦娥四号只有着陆器、巡视器两个部分不同，嫦娥五号由上升器、着陆器、轨道器、返回器四个部分组成。落月时，上升器和着陆器的组合体首先与轨道器和返回器的组合体断开，从环绕月球飞行的轨道向着月面进发。随后，由着陆器带着上升器在月球正面西北部的吕姆克山脉着陆。

嫦娥五号的组成

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旅行的第二步，逛吃逛吃逛吃！

嫦娥五号着陆器使用深孔钻取式采样器和铲挖式复合功能采样器，采样月球样品，然后将样品封装打包。打包好了行李，就该上升器工作了！上升器带着月球样品从月球发射，回到环月轨道。在那里，轨道器和返回器的组合体已经等待多时。

嫦娥五号在月球表面采样示意图

随后，上升器与轨道器和返回器的组合体进行对接，并将样品转移到返回器的内部。这个时候上升器就可以功成身退了，抛掉上升器之后，轨道器和返回器就会离开月球，踏上回家之路。

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旅行的最后一步，“伴手礼”带回家！

嫦娥五号飞回地球附近后，轨道器也完美谢幕。最后由返回器带着样品，在“家门口”玩个“打水漂”，把飞行速度降下来，保证速度不至于过高或者过低，能够顺利进入地球大气层。冲过大气层的“热情洗礼”并着陆在内蒙古大草原上，嫦娥五号的任务就圆满结束了。

嫦娥五号轨道器与返回器分离示意图

嫦娥五号的探月之旅看上去是不是很有意思呢？嫦娥五号之后，我们还将发射嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号，不仅要再次去月球“挖土”，而且要去月球的南极看看。

未来，我们还将与其他航天大国、航天强国一起，共同制定、建造可以长期自主运行的国际月球科研站，你期不期待？

编辑/杨斯爽

审核/杨洁

监制/曹晓勇

来源/中国航天科普

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