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科学,探月|嫦娥五号年内升空 我们为什么要去月亮上“挖土”？

科学,探月|嫦娥五号年内升空 我们为什么要去月亮上“挖土”？
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图片来源：国家天文科学数据中心网站
为了纪念人类首次成功登月 ， 每年7月20日被定为人类月球日 。而时隔半个世纪 ， 中国也要采集月壤了——
近日 ， 随着火星探测窗口期临近 ， 各国探火项目都已蓄势待发 。事实上 ， 人类对于深空的探索热情从没有减弱过 ， 无论是对火星 ， 还是距离我们最近的天体——月球 。
1969年7月20日20时17分43秒 ， 阿波罗11号飞船降落在月球静海地区 。美国宇航员阿姆斯特朗在月球表面踩下了深深的印记 ， 这是人类首次成功登月 。为了纪念这个激动人心的时刻 ， 每年7月20日被定为人类月球日 。
不过 ， 阿波罗计划在科学领域最大的贡献并非阿姆斯特朗的脚印 ， 而是带回了来自月球的岩石 。从1969年到1972年 ， 美国共完成6次载人登月 ， 共带回约382公斤月球样品 ， 获取了大量科学成果 。
时隔半个世纪 ， 中国终于也要采集月壤了 。按照计划 ， 我国将于2020年10月底发射嫦娥五号探测器 ， 通过铲取、钻取两种方式 ， 采集月球样品并带回地球 。
我们为什么要万里迢迢去月亮上“挖土”？这些样品能发挥什么作用？今天 ， 我们一起去探寻 。
不仅仅带来月球新认识
几十年前 ， 随着美国、苏联相继从月球获取样本 ， 几千年来人们只能仰望、猜测的月球 ， 被拉到了科学家的显微镜下 ， 其神秘面纱被层层揭开 。
除了认识月球 ， 对这些样品的研究 ， 还帮助科学家确立了现代行星科学 ， 为认识各类行星的地质演化过程提供了参考 。
美国史密森尼国家自然历史博物馆地质学家埃里克·贾文曾撰文表示 ， 来自月球的岩石彻底改变了我们对月球表面性质、月球起源以及太阳系演化三大问题的认识 。
例如 ， 行星化学家分析了月球样本中的同位素组成 ， 发现这些岩石大多比地球岩石更古老 ， 年龄多在30亿到45亿年之间 。随后他们建立了一套模型 ， 以此可以估算月球上任何位置的年龄 。
中国科学院国家天文台研究员郑永春认为 ， 月壤是从月球固体岩石圈到太阳系空间的过渡带 ， 包含着相关区域的大量信息 。对月壤的研究不仅涉及月球本身 ， 而且还包含太阳系空间物质和能量的重要信息 。其中包括太阳系早期演化的历史记录、月岩和月壤的宇宙线暴露与辐照历史、月球中挥发分的脱气历史、太阳风的组成、太阳表层的成分特征、小天体和微陨石撞击月球的历史记录等 。
美国国家航空航天局（NASA）阿波罗计划的样品负责人瑞安·齐格勒曾透露 ， 几十年间 ， NASA收到了3000多份研究特殊月球样品的申请 ， 来自十多个国家的500多名科学家提出了申请 。NASA共向外发放5万多份月球样品 ， 供天文学、生物学、化学、工程学、材料科学、医学、地质学等不同领域的科学家进行研究 。
1978年 ， 时任美国国家安全事务顾问布热津斯基访华时 ， 向中国赠送了1克月球样品 。这块要用放大镜才能看清楚的石头被分成两半 ， 一半收藏在北京天文馆 ， 一半由中国月球探测工程首席科学家欧阳自远带领团队进行研究 。“我们把它是什么 ， 它的年龄是多少 ， 它包含哪些东西 ， 全弄清楚了 。”欧阳自远说 ， 科研人员不仅判断出该样本是在阿波罗17号任务中采集的 ， 确认了采集地点 ， 甚至还分析出石头所在地区是否有阳光照射 。根据对这块石头的研究 ， 他们共发表了40篇文章 。
除了科学成果 ， 研究月球岩石对开发月球资源同样意义重大 。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍 ， 研究月球样品的重要成果之一 ， 就是发现其中含有氦-3 ， 这让科学家极为兴奋 。
氦-3是世界公认高效、清洁、安全的核聚变发电燃料 。据计算 ， 100吨氦-3所能创造的能源 ， 相当于全世界一年消耗的能源总量 。氦-3在地球上的蕴藏量极少 ， 全球已知且容易取用的只有500公斤左右 ， 而早期探测结果表明 ， 月球浅层的氦-3含量多达上百万吨 ， 足够解决人类的能源之忧 。实际上 ， 随着人类对月球认识的加深 ， 科学家发现月球氦-3的总储量很可能更多 。


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