本月晚些時候，一艘中國航天器將前往月球，採集月球岩石，這將是40多年來的首次。這項名為“嫦娥五號”的任務是中國國家航天局（CNSA）領導下，一系列日益複雜的月球表面探測任務中的最新一項，此前，中國的“嫦娥四號”探測器首次在月球的背面著陸。
德國明斯特大學的行星地質學家卡羅琳·範德伯格特說：“將任務提升到新的水平，從月球返回樣本，是一項重大的技術能力。”
該航天器預計將於11月24日從海南島文昌衛星發射中心發射升空。其原計劃於2017年發射，但由於中國長征五號運載火箭的發動機故障而推遲。
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嫦娥五號的任務是從月球近地面此前未探測區域採集塵埃和碎片，並將它們帶回地球。如果任務成功，這將是自20世紀60年代和70年代美國和蘇聯任務以來，首次取回月球物質。月球科學家們將渴望研究這些新樣本，因為它們可能有助於瞭解月球的演化。這些物質還可以幫助研究人員更準確地確定火星和水星等行星表面的年代。
同樣在明斯特大學的地質學家哈拉爾德·海辛格說：“著陸點的選擇非常明智。”
抓取就走
嫦娥五號包括著陸器、上升器、軌道器和返回器。在航天器進入月球軌道後，著陸器-上升器組合體將分離並降落在臨近魯姆克山的地方，魯姆克山是位於風暴洋北部區域的一個1300米高的火山複合體——風暴洋是地球上可見的廣闊的黑暗熔岩平原。
一旦探測器著陸，它將鑽入地下2米深處，並伸出一個機械臂來舀取約2公斤的表面物質。這些物質將被儲存在上升器中，以便升空。
聖母大學地球科學家克萊夫·尼爾說，下降和上升將在一個“月球日”內完成，這相當於大約14個地球日，以避免可能損壞電子裝置的極端夜間溫度。
尼爾說，這項任務技術上具有挑戰性，很多環節都可能出錯。著陸器可能會墜毀或傾覆，樣本可能會在途中從容器中逃逸。“我們都希望它能成功，”他說。
一旦上升器返回月球軌道，樣本將被轉移到返回器。歐洲航天局駐荷蘭諾德韋克的人員與機器人探索研究協調員詹姆斯·卡彭特說，這次在飛行中的交會對接將是複雜的，“是對未來載人探索的一次良好彩排”。中國計劃從2030年左右開始向月球派遣人員。
之後，嫦娥五號航天器將返回地球，著陸器可能會在12月初的某個時候降落在中國北方內蒙古自治區的四子王旗附近。
返回地球
嫦娥五號任務副總設計師李春來表示，大部分月球樣本將儲存在中國科學院國家天文臺（NAOC），位於北京。李春來說，部分物質將儲存在一個單獨的地點，以防自然災害，還有一部分將留作公開展示。
但目前尚不清楚樣本是否會離開中國。參與著陸點選址的中國地質大學（武漢）行星地質學家肖龍表示，中國國家航天局支援國際合作，如果中國境外的研究人員與中國科學家合作，他們也可以獲得樣本。
海辛格希望，獲取樣本的方式將類似於研究人員獲取美國阿波羅計劃任務採集的岩石的方式——透過向NASA提交一份關於他們計劃如何使用這些樣本的提案。
但肖龍指出，由於美國政府限制NASA與中國直接合作，中國機構的科學家無法獲得阿波羅計劃的樣本。
演化洞見
嫦娥五號的樣本可能填補科學家對月球火山活動理解上的一個重要空白。之前美國和蘇聯的月球任務獲得的岩石表明，月球上的活動在35億年前達到頂峰，然後逐漸減弱並停止。但對月球表面的觀測發現了一些區域，這些區域可能包含形成於近10億或20億年前的火山熔岩。
肖龍說，如果嫦娥五號的樣本證實月球在這段時間仍然活躍，“我們將改寫月球的歷史”。
研究岩石的成分還可以闡明是什麼因素長期以來為這種熱活動提供能量。“月球很小，所以它的熱引擎應該很久以前就耗盡了，”尼爾說。
月球也是根據隕石坑計數方法確定其他行星年代的重要參考。一般規律是，較老的區域隕石坑更多更大，而較年輕的區域隕石坑更少更小。這些相對年齡隨後使用來自月球的樣本給出絕對年代。但是，在8.5億年前到32億年前之間，沒有樣本存在。嫦娥五號可以填補這一空白。範德伯格特說：“月球是唯一一個我們擁有確切來源樣本的地方。”
本文經許可轉載，並於2020年11月5日首次釋出。