■ 耿國(guó)虎 王鈺凱

嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功著陸月球后，即將進(jìn)行月壤取樣。不久之后，嫦娥五號(hào)將帶著約2公斤的月球“土特產(chǎn)”返回地球。

那么，這些從月球挖來(lái)的土，到底有什么用？

據(jù)悉，月球土壤是月球巖石經(jīng)過(guò)數(shù)十億年的空間風(fēng)化后形成的，包含不同種類(lèi)的碎屑、火山玻璃、角礫巖，以及太陽(yáng)風(fēng)注入的不同粒子等。

科學(xué)家可以通過(guò)研究月球土壤的組成部分，來(lái)獲得原始月球的物質(zhì)組成、外來(lái)物質(zhì)、形成時(shí)間等重要信息。此外，月球土壤還可以幫助了解早期太陽(yáng)活動(dòng)情況，從而為了解地球早期經(jīng)歷的地質(zhì)過(guò)程提供參考。

想要取得這些寶貴的土壤并不容易。即使在今天，月球采樣的方式也大多為“載人登月采樣”和“無(wú)人采樣”兩種方式。

在載人登月采樣方面，目前全世界僅有美國(guó)成功實(shí)現(xiàn)。1969年7月至1972年12月，美國(guó)通過(guò)阿波羅11號(hào)到阿波羅17號(hào)載人飛船實(shí)施了7次載人登月任務(wù)。除阿波羅13號(hào)因發(fā)生故障中途返回，其余6艘飛船一共將12名航天員送上月球，總共采集2415塊月球標(biāo)本，總計(jì)381.7千克。

在無(wú)人月球采樣返回探測(cè)上，蘇聯(lián)是開(kāi)路先鋒。1970年9月至1976年8月，蘇聯(lián)先后發(fā)射月球16號(hào)、月球20號(hào)和月球24號(hào)無(wú)人月球探測(cè)器，開(kāi)展3次月球采樣返回任務(wù)，一共帶回月球土壤樣品326克。

這些月球樣本的形成時(shí)間幾乎都早于30億年前。如果用它們重建月球的地質(zhì)演化史，自然有些片面；并且，這些樣本的取樣地點(diǎn)類(lèi)型也較為單一，我們需要來(lái)自不同地域、類(lèi)型的樣本來(lái)獲取更多關(guān)于月球的信息。

美國(guó)《科學(xué)新聞》一篇文章指出：“從月球另一區(qū)域獲取樣本，將徹底改變我們對(duì)月球和太陽(yáng)系的理解，就像當(dāng)年‘阿波羅計(jì)劃’采集的樣本一樣?！?/p>

嫦娥五號(hào)著陸地點(diǎn)在月球風(fēng)暴洋東北部呂姆克山脈以北地區(qū)。該區(qū)域的巖石和土壤的歷史“更年輕”。

月球土壤從表面到深部，其物質(zhì)組成、粒度等性質(zhì)有很大差異，不同深度的月球土壤記錄的信息也有差異。為此，嫦娥五號(hào)采用了鉆探采樣的方式，并配備了地外天體樣本抓取機(jī)構(gòu)。

嫦娥五號(hào)探測(cè)器的鉆取采樣系統(tǒng)由巖心鉆探機(jī)和機(jī)械取樣器組成，動(dòng)力由太陽(yáng)翼發(fā)電產(chǎn)生。

巖心鉆探機(jī)可以鉆取月面下2米深度的月巖樣本。

機(jī)械取樣器則由四自由度機(jī)械臂與末端采樣器組成，可實(shí)現(xiàn)大范圍多樣化采樣。機(jī)械臂末端位置安裝有近距攝像頭，稍遠(yuǎn)處還有一部遠(yuǎn)距廣角攝像頭。末端采樣器中，鏟挖式采樣器與淺鉆式采樣器相互配合，能執(zhí)行鏟、挖、淺鉆、拾取等多種形式的樣本采集。

如果一切順利，這將是44年之后，人類(lèi)再一次將月球樣本帶回地球。中國(guó)將創(chuàng)造月球“挖土”新歷史。

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