为太阳系考古，去小行星和月球挖土

黄增强

近几年，世界各航天大国为了解太阳系的演化过程和行星的进化，纷纷掀起了一股对行星的探测热潮。

2016年9月9日，美国国家航空航天局的冥王号探测器搭載联合发射联盟的阿特拉斯5型火箭升空，奔赴亿万米外的贝努小行星，开始了“猎星之旅”抓土取样活动。至2020年10月21日，已经在太空飞行四年之久的冥王号探测器，成功地从目前距地球3.34亿千米的贝努小行星上，抓取了大约60克富含碳的样本正在返回地球。

美国国家航空航天局耗费巨资，去贝努小行星上取回“一把土”，不但希望通过对贝努小行星取土样本的分析，揭示太阳系的形成、演化，甚至地球生命形成的奥秘，而且随着航天技术的发展，产生了对小行星资源开发利用的想法。1999年，一颗编号为1999 RQ36，名为贝努的近地小行星被发现，并成为冥王号探测器的探测目标。

贝努是一颗富碳小行星，直径将近500米，距离地球最近时约有750万千米。贝努的年龄超过45亿岁，未经过剧烈变化，这意味着它表面和内部的物质都是太阳系诞生时产生的，其组成成分很可能包含生命最初在地球上形成时的物质。研究这样的小行星，有助于科学家认识早期的太阳系，包括地球的形成方式，以及生命起源。

美国国家航空航天局的冥王号探测器，不是人类第一个在小行星采样的探测器。2003年5月，日本发射隼鸟号探测器，几经波折，从糸川小行星上采集到约100毫克尘埃，于2010年6月返回地球。2014年12月，日本又发射隼鸟2号探测器，于2019年2月在龙宫小行星着陆采集表面样本，并发现了水合矿物质。同年4月，隼鸟2号向龙宫小行星发射了一枚金属弹，随后收集了被激起的物质。目前，隼鸟2号正在将小行星样品送回地球的途中。

随着科学技术的迅猛发展，我国航天技术进入了新阶段，探月工程也取得了巨大成功。2020年11月24日凌晨4时30分，我国长征五号运载火箭托举着8.2吨重的嫦娥五号成功飞向了月球。11月30日凌晨，嫦娥五号探测器组合体成功分离，择机着陆月球。嫦娥五号任务飞行控制团队按计划实施嫦娥五号探测器、着陆器和上升器组合体与轨道器、返回器组合体分离，轨道器、返回器组合体继续在平均高度200千米的环月轨道上飞行。此次，我国嫦娥五号任务着陆点选择了位于月球西北部的风暴洋，这是一个更为年轻的区域，年龄约32亿至40亿年。

风暴洋是月球最大的月海，南北约2500千米，面积约400平方千米，在此之前没有其他探测器达到过这里。因此，这对于想要了解月球的人类而言，是一个全新的未知领域。科学家推断这里的土壤体质更年轻，土壤中铀、钍、钾等放射性元素含量更高，更有研究价值和意义。如果嫦娥五号能够成功采样返回地球，对于研究月球的起源及演化历史，将有很高的研究价值。

2020年12月1日23点，嫦娥五号探测器成功在月球正面预报选区着陆，它将在月面采集约2千克的样品带回地球。为了提高此次采样的可靠性和样品的丰富性，研究团队设计了钻取和表取两种方式共同完成采样任务。所谓表取，就是在月球表面采集样品，但与其他国家的月球样品采集方式不同的是，我国的嫦娥五号任务将以无人自主的方式进行样品采集，这也是全球首次月面无人自主采样。同时，在表取工作之前，先进行钻取来获得月面以下的样品。两种方式互为备份，不仅可以提高采样的成功率和可靠性，还能获得更丰富的样品种类，为后续的研究提供更多可靠的原始资料。

我国为何不像其他国家那样，去贝努小行星上挖土取样，而是不辞辛苦地跑去月球挖土呢？其实，主要原因还是月球矿产丰富，比如钛铁矿和稀土资源。据统计，仅在月球的玄武岩中，就有1000万至2000万亿吨钛铁矿。另外，月球上还有储存量巨大的氦-3，这是氦气的一种同位素，是一种非常理想的核燃料。它可以实现可控核聚变，产生的核废料少，放射性危害也小，更加清洁和安全。地球上能够被人类使用的氦-3储量只有半吨左右，而月球上可以被开采的氦-3足足有七十多万吨。

月球是地球最近的邻居，它是一个还没有被开发的星球，需要我们深入地了解和开发。嫦娥五号如愿以偿取到样品，将对人类发展有着非常重要的意义。