挖掘月球的秘密

文｜马 迪

为什么要去月球上挖土？

2020 年11 月24 日凌晨4 点30 分，长征五号用1000 多吨的推力将长达57 米、运载“嫦娥五号”的火箭送入太空。23 天后，“嫦娥五号”乘着返回器以第二宇宙速度（11km/s）奔向地球，在进入大气层连打了几个“水漂”之后，于12 月17日凌晨1 点59 分在内蒙古四子王旗成功着陆。

风光回归的嫦五，完成了陆器落月、月表采样、月球起飞、轨道对接、样品转移、返回器返回等11 个阶段的历史性任务。更关键的是，它可不是空着手回来的—2 千多克的月球土壤就是它带回来的“土特产”，名副其实的“一克千金”。

相信有很多人都好奇，“嫦娥五号”为什么要去月球上挖土？挖土怎么选址？挖土回来有什么用？

1969 年7 月20 日，美国“阿波罗”11 号的登陆舱首次降落在月球。由于有宇航员亲自动手，使用了多种工具，因此美国是第一个“满载而归”的国家—仅第一次月球任务就带回来20 多公斤。到1972 年12 月，美国7 次载人登月，一共带回了约381.7 千克的月壤和月岩，成了月壤“大户”。

同样在1970 年代，前苏联利用“月球”16 号、20 号、24号三个无人探测器，累计取得了330 克珍贵的月壤，也算是载誉而归。

冷战结束的40 多年来，人类再也没有踏足过月球，更不用提带回月壤了。直到“嫦娥五号”的出现。

“嫦娥五号”设计了钻具钻取和机械臂表取两种“挖土”模式，此次带回的，包括采集获得的月表样品（月壤）约1.5千克和钻取获得的深层样品（月岩）约0.5 千克。

根据之前人类自月球带回来的样品测算，月壤的地质年龄基本都在30 亿年以上，高地中的标本甚至达到46 亿年。由此可见，月球是在太阳系早期形成的。那时的宇宙间到底经历过什么样的“大动荡”？这是行星科学家们一直想要解开的谜题。

那时，漫天飞行的小天体撞上有固态表面的更大的天体，会留下最常见的“证据”—撞击坑。分析撞击坑的数目和空间分布，是行星科学家们反推小天体运行的特征和变化最常用的手段之一。但在地球这样活跃的星球上，撞击坑很容易被地震、火山、冰川、流水地质活动所抹去。

这时人们发现，像月球这样没有什么地质活动的星球，堪称一座天然的“撞击坑博物馆”。而月壤，就是这些撞击的忠实记录者—它完全是由于外力撞击形成的，大块的基岩在小天体的撞击下不断打碎、混合、翻动，最终在月球表面形成了这层细腻的沙土层。表面越古老的区域，经历的撞击就越多，月壤层也就越厚。

而此次“嫦娥五号”挖土选址在月球风暴洋的东北角，那里有人类目前所知“最年轻”的月岩、月壤，可能在距今20 亿年前甚至6 亿年前形成。只有更多的样本，才能帮助我们真正全面认识月球，认识地月系统，认识整个太阳系的过去。

说完了月壤的科学价值，我们再来聊聊“嫦娥五号”—2000 多克的月壤，它将怎么分配使用呢？

因为只有1 克，更要珍重。我们的使用方式是平分：一半保存在北京天文馆展示，另一半交给科学家做研究。中国科学家靠这0.5 克月壤，总共发表了40 篇论文，真好比“针尖上做学问”。如今有了2 千克月壤，对月球的研究肯定会比0.5 克更深入，不知未来能产出多少新的科学问题和论文。

虽然从理论上讲，月壤很难用金钱衡量，但也有例外。1993 年，3 块由前苏联“月球”16 号探测器带回来的总质量为0.2 克的月岩样本，被拍卖了442500 美元。9 年后，美国一个存放月球标本的保险箱被盗，NASA 估计这些总质量为285 克标本，价值约为100 万美元。所幸，最后这些被盗的月球标本，全部都被找了回来。

“嫦娥五号”此次带回的样品，早已安排好了用途：一是进行科学研究，包括在平等互利、合作共赢的基础上，与各国科学家开展合作；二是有一部分将入藏国家博物馆，进行公众科普教育；三是会按照国际惯例，作为国礼相送。

月球探测是人类进行更远的深空探测的前哨和必经之路，中国的探月之旅远未完成，未来人们还会见证嫦娥六号、七号、八号等任务，甚至可以期待月球科研站的建成。在月球上仰望星空，是多么令人神往的光景！