來自月球的“快遞”請(qǐng)查收

鄭永春

1克月壤，大有文章

20世紀(jì)六七十年代， 美國通過阿波羅計(jì)劃實(shí)施了6次載人登月活動(dòng)，帶回381.7千克月球樣品。半個(gè)多世紀(jì)以來，中國科學(xué)家長期跟蹤月球樣品的研究進(jìn)展。70年代初，中國科學(xué)家利用美國贈(zèng)送給中國的1克月巖中的0.5克進(jìn)行全面研究，形成對(duì)月球的初步認(rèn)識(shí)和理解。嫦娥五號(hào)采集的月壤樣品雖然是中國人第一次自主獲得月球樣品，但對(duì)月球的研究早已為其奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。中國科學(xué)家隨后將對(duì)樣品進(jìn)行微區(qū)、微束、微量分析，分析成果既能與其他地區(qū)采集的月球樣品和月球隕石進(jìn)行對(duì)比，還能驗(yàn)證遙感探測的結(jié)果。

繞、落、回完美收官探、登、駐靜候佳音

2004年啟動(dòng)實(shí)施的探月工程經(jīng)過17年的持續(xù)努力，圓滿完成了繞、落、回三步走的任務(wù)。嫦娥一號(hào)、二號(hào)任務(wù)，完成了對(duì)全月球的遙感探測; 嫦娥三號(hào)、四號(hào)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)重點(diǎn)地區(qū)的著陸探測和月球車的巡視勘察，特別是嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)了人類歷史上航天器首次登陸月球背面。嫦娥五號(hào)采回的月球樣品，標(biāo)志著探月工程圓滿收官。同時(shí)，開啟了探、登、駐第二階段的任務(wù)——為建設(shè)月球科研站和為載人登月做準(zhǔn)備。

相比地球土壤而言，月壤是月球表面的巖石、經(jīng)過千萬年到數(shù)億年太空風(fēng)化作用形成的。由于月球質(zhì)量較小，無法把空氣“抓住”，因此月球表面是超高真空環(huán)境。由于小天體和微隕石頻繁撞擊、劇烈的晝夜溫差、太陽風(fēng)和宇宙射線的長期轟擊而造就的月壤， 沒有經(jīng)歷地球上常見的水的溶解作用、氧氣的氧化作用， 以及生物的作用， 非常不同于地球土壤。月壤中沒有粘土礦物、沒有有機(jī)質(zhì)、礦物和元素大多處于還原狀態(tài)。因此，要發(fā)揮月球樣品的科學(xué)價(jià)值， 首先要避免月壤接觸到含氧的空氣、微生物和水蒸氣。要在密閉環(huán)境中， 用高純氮?dú)馔咨票９茉虑驑悠罚?避免地球環(huán)境對(duì)它的污染。

1731克月壤夠用嗎？

大家可能會(huì)問，嫦娥五號(hào)帶回的1731克月壤和巖石樣品是不是少了一點(diǎn)？其實(shí)，對(duì)于月球樣品來講，多少不是問題，從月球上的不同地區(qū)采取多樣化的土壤才是更重要的，因?yàn)椴煌貐^(qū)的月壤含有不同的信息。

美國阿波羅計(jì)劃采集的月球樣品，來自6個(gè)登月點(diǎn)，前蘇聯(lián)采集的月球樣品來自3 個(gè)登月點(diǎn)，但月球的表面積約3800平方千米，僅這幾個(gè)地點(diǎn)的樣品是無法代表月球全貌的。美國阿波羅計(jì)劃登月點(diǎn)位于月球赤道兩側(cè)的中低緯度地區(qū)，被稱為阿波羅帶。前蘇聯(lián)的采樣點(diǎn)在月球正面的東側(cè)。

此次，嫦娥五號(hào)的采樣點(diǎn)在月球正面的西北部。這里是月球上最大的月?！L(fēng)暴洋，此前人類的探測器從未著陸過，距離阿波羅登月點(diǎn)和前蘇聯(lián)的采樣點(diǎn)都非常遠(yuǎn)，地質(zhì)背景明顯不同。而且，遙感研究結(jié)果表明，嫦娥五號(hào)采樣點(diǎn)的火山活動(dòng)很晚才停止，有可能發(fā)現(xiàn)年輕的巖漿巖，有助于了解月球內(nèi)部能量是何時(shí)衰竭的。

通過對(duì)月球樣品的研究，可以認(rèn)識(shí)月球目前的狀態(tài)，了解月球演化歷史，揭開月球的起源之謎。同時(shí)，也將修正我們對(duì)太陽系和地月系的相關(guān)知識(shí)。

1731克月壤不僅是科學(xué)研究的重要對(duì)象，還是進(jìn)行公眾科普和青少年科學(xué)教育的重要載體。作為世界上第三個(gè)采回月球樣品的國家，嫦娥五號(hào)取回月壤這件事，本身就是一個(gè)國家綜合能力的最好體現(xiàn)。希望廣大公眾特別是青少年學(xué)生通過接觸月球樣品，了解樣品背后的地球與行星科學(xué)、天文天文學(xué)和航天技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)而關(guān)注科技，支持和參與國家科技創(chuàng)新事業(yè)。