嫦娥五号出发了，六、七、八号还远吗

月球是距离地球最近的天体，也是人类探索宇宙的起点。中国开始筹备月球探测工程的历史最早可以追溯到20世纪90年代，当时主要进行论证工作。直到2004年1月，探月工程正式获批立项，并命名为“嫦娥工程”。

过去近20年里，中国的探月工程已经取得五战五捷的成绩，现在，嫦娥五号成功归来，标志着嫦娥探月工程的历史性突破。这次任务更是人类在时隔44年后再次获取月球土壤样本，对中国探月乃至整个人类探月有着划时代的重要意义。

从1克岩石开始的月球研究

一块0.5克的月球岩石样品，收藏在北京天文馆，另外0.5克存放在中科院。这总共1克的岩石，是1978年美国总统卡特安全事务顾问布热津斯基访问中国时赠送的礼品，由阿波罗17 号飞船的航天员采集回来。

中国学者将其一分为二，一半收藏，一半研究。面对0.5克的月岩，学者花了4个月研究其化学成分、同位素、矿物质、采集地点等，发表了14篇研究文章。这是中国学者研究月球岩石的开始。

目前全球有380多千克从月球采集的样品，其中381.7千克由美国人采集，约0.3千克由苏联人采集。现在，中国在月球“挖宝”1 731克。这是自1976年苏联“月球24号”任务后，人类又一次从月球采集样品。

近年来，月球再次成为深空探测热土。不仅中国近十几年在月球探测中屡次实现突破，美国和俄罗斯也提出了重返月球的计划，欧洲一直为建设月球村奔走。根据各国发布的计划，2030年之前，多国都希望将航天员送上月球，并谋划建设永久的科研基地。

中国探月一步一个脚印，小尺度来看，探月分为“绕、落、回”三步，嫦娥一号实现了“绕”，嫦娥三號实现了“落”，此次嫦娥五号实现了“回”。更大尺度来看，中国月球计划分为“探、登、驻”三个步骤，在探月之后，还将努力实现载人登月，并最终建立无人或有人驻守的月球科研基地。

人类史上最复杂的无人探月任务

嫦娥五号探测器组合体总重达8.2吨，是人类无人探月史上最复杂、最重的探测器。这样的重量意味着，把它发射到38万千米外的月球并非易事，这项重任交给了中国航天目前最为强大的长征五号系列运载火箭。

目前，长征五号已有基本型和长征五号B两个型号：前者采用两级半构型，已发射4次、专注于高轨大型任务，例如天问一号和实践二十号等著名载荷；后者采用一级半构型，已发射1次、专注于近地重型任务，例如我国新一代载人飞船试验船。

嫦娥五号的重量已非常接近长征五号火箭基本型对理论地月转移轨道极限运力，通过这次“长五遥五送嫦五”的任务也全面证明了“胖五”的强大实力。嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成。其中，轨道器主要负责往返月球期间的动力、能量、通信和交会对接需求等；着陆器负责携带上升器顺利降落月球，完成月面打钻采样、机械臂抓取采样和相关科研任务；上升器负责携带收集的月壤样本，离开月球表面，与轨道器再次对接，将月壤转移至返回器中；返回器负责保管月壤采样样本，重返地球大气并被安全回收。

嫦娥五号探测器要实现组合体制动绕月、软着陆月球、两种方式采集月壤样本、月球上空交会对接、返回地球并着陆等一系列高难度操作，它的轨道器、着陆器和上升器都需要携带独立却各自功能不同的复杂推进系统，是人类无人探测月球的难度之最。

在搭乘长征五号火箭离开地球后，嫦娥五号的轨道器负责主要推进工作，它需要完成轨道保持和数次修正，瞄准月球。靠近月球后，制动工作，进入环月轨道。随后，着陆器携带上升器择机分离并着陆月球。

上升器依托着陆器为发射平台，脱离月球引力后，还需要与轨道器在距离地球38万千米外的月球附近完成高难度的自动交会对接。随后，上升器把所有样本转移到返回器中。最后，轨道器再与返回器分离，仅返回器着陆地球。

嫦娥五号要面对的技术突破众多，且难度极高。返回器经由轨道器送到地球附近时，速度会逼近第二宇宙速度（11.2千米/秒），要知道，普通返回式卫星返回地球时基本都是第一宇宙速度（7.9千米/秒）级别。如果以接近11.2千米/秒的速度直接冲进大气层，巨大的摩擦和冲击可能会让返回器焚毁。因此，返回器将采取在大气层边缘多次“打水漂”的滑跃式返回方式，进行多次减速。其中每一次与大气的接触都需要经过精准计算，最终让返回器以安全速度冲入大气，通过气动减速和降落伞减速等方式，准确安全地降落在预定着陆场。

最后一小步的难度尚且如此，整个嫦娥五号任务的难度可想而知。嫦娥五号在月球正面最大的月海风暴洋北部吕姆克山脉附近着陆，此地从未有其他国家的探测器到访过。这里存在大约13亿至20亿年前的玄武岩，人类目前尚未有这一时段的月球样本。获得这些年轻玄武岩的同位素年龄，将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。

嫦娥六、七、八号还会远吗

在通过嫦娥一号到五号任务完成探月工程“绕、落、回”三步之余，我国探月的脚步仍未停止，探月四期任务已经在规划中。基本明确还有三次任务：一是嫦娥六号，计划在月球南极进行采样返回，至于是在月背还是正面，要根据嫦娥五号的采样情况来确定；二是嫦娥七号，计划在月球南极进行一次综合探测，探测内容包括月球的地形地貌、物质成分、空间环境等；三是嫦娥八號，除了继续进行科学探测试验以外，嫦娥八号还要进行一些关键技术的月面试验，作为将来拟在月球建立科研基地的前期探索。

根据国家航天局发布的消息，为了与国际上的其他月球探测任务相结合，我国计划在2021—2030年建立小型国际月球科研站，邀请欧洲航天局和俄罗斯宇航局参与。这个科研站的目标是支持长时段、较大规模的科学探测、技术试验与月球资源开发利用。2030—2035年，还会对其进行扩展，满足短期有人值守、长期自动运行的需求。最终，于2036—2045年，建成综合型的月球基地，实现人类长期驻留，并完成全面、大规模的科学探测、技术试验与月球资源开发利用。由于月球条件恶劣、资源贫瘠，全封闭的基地完全实现自给自足会比较困难，保持定期的地月往返航班将是维持基地运转的重要保障。

延伸阅读 到外星去“挖土”，人工和机器谁更强

在人类五花八门的外星“挖土”活动中，有的采用了人工采集，比如，半个世纪前，美国通过阿波罗计划，通过宇航员采集，从月球带回了共计约380千克的月岩样品。有的则采用了无人采集。比如，2020年10月20日，美国冥王号探测器使用采样机械臂末端的采样器，从贝努小行星表面采集了60克以上的风化层样品，计划在2023年9月将采样返回舱送回地球。

那么，有人采集和无人采集两种方式孰优孰劣？人和机器相比，“挖土”能力哪家强？

航天专家庞之浩表示，从采样数量上看，有人采集无疑占优。阿波罗计划共带回约380千克样品，相比同时期苏联实施的无人采集任务，样品重量超出上千倍。

中国航天科工集团二院研究员杨宇光认为，有人采集更大的优点，是可以在任务中随机应变，处置不同的情况。例如阿波罗17号任务中，施密特捡到了一块橙色月球岩石，极为特别。这样的稀有样品，只有靠宇航员仔细寻找才能得到。

然而，宇航员的参与，使得航天任务的难度和成本大大增加。杨宇光说，一艘阿波罗飞船重约45吨，而苏联的“月球”系列无人采样探测器重量不足6吨，我国嫦娥五号探测器重8吨多。同时，载人飞行任务对安全性、可靠性，以及生命保障系统等要求很高，这都直接影响着工程规模及成本。

无人采集不仅工程规模较小、成本较低，而且无需考虑生保、补给等问题，任务周期可达数年之久，探测距离也达到数亿千米。杨宇光认为，至少在未来十几年里，无人采集方式都将是外星“挖土”的主流。