嫦娥五號(hào)今晨奔赴月球，國(guó)際同行是如何評(píng)價(jià)的？| 第一現(xiàn)場(chǎng)
2020年11月24日凌晨4點(diǎn)半，嫦娥五號(hào)在海南文昌發(fā)射升空，火箭飛行約2200秒后，順利將探測(cè)器送入預(yù)定軌道，開(kāi)啟中國(guó)首次地外天體采樣返回之旅。國(guó)際同行認(rèn)為，中國(guó)在航空航天領(lǐng)域技術(shù)細(xì)節(jié)上處理到位，并認(rèn)為嫦娥五號(hào)將為未來(lái)無(wú)人探月任務(wù)創(chuàng)立新的標(biāo)準(zhǔn)。小賽今天凌晨也在海南文昌發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)的情況是“人從眾”模式。
責(zé)編 | 葉水送
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北京時(shí)間今天凌晨4點(diǎn)30分，起飛質(zhì)量達(dá)8.2噸的嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器在長(zhǎng)征5號(hào)火箭的護(hù)送下，從海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)一飛沖天，奔向月球。
此次任務(wù)的目標(biāo)是從月球正面西北部獲取2千克左右的月球巖石樣品，并于12月中旬返回地球。
“這是近45年來(lái)首次月球采樣返回任務(wù)，采樣點(diǎn)也與之前美蘇的不同，全世界將給予密切關(guān)注，” 美國(guó)喬治華盛頓大學(xué)空間政策研究所創(chuàng)始所長(zhǎng)約翰·羅格斯頓（John Logsdon）告訴《賽先生》。
來(lái)自美國(guó)的一克贈(zèng)品
上世紀(jì)六七十年代美蘇太空爭(zhēng)霸中，美國(guó)NASA通過(guò)六次阿波羅載人登月共獲得了382千克月球土壤，蘇聯(lián)月球號(hào)三次無(wú)人采樣共得到0.326千克的樣品。然而自1976年月球-24號(hào)最后一次采樣返回后，各國(guó)對(duì)探月的熱情急劇消退，近年來(lái)美國(guó)大眾和政客一提到月球，態(tài)度基本可以概括為“去過(guò)了，做過(guò)了，不稀罕了” (been there, done that）。
1978年，美國(guó)前總統(tǒng)卡特的安全事務(wù)顧問(wèn)布熱津斯基訪問(wèn)北京，向當(dāng)時(shí)的國(guó)家主席華國(guó)鋒贈(zèng)送了一顆黃豆大小的月巖樣品。樣品嵌在有凸透鏡效果的玻璃盒里，看著不小，其實(shí)重量只有1克。中國(guó)的天體化學(xué)家們?nèi)绔@至寶，小心翼翼地取出0.5克來(lái)做各種研究，發(fā)表了十幾篇學(xué)術(shù)論文，并推斷出這是阿波羅17號(hào)帶回的樣品。
其后的四十多年，中國(guó)終于一步一個(gè)腳印，逐漸發(fā)展壯大了自己的探月項(xiàng)目。中國(guó)科學(xué)家終于可以期盼在不久的將來(lái)研究自己的月球巖石樣本了。這些全新的月球樣品必將對(duì)人類(lèi)現(xiàn)有的月球知識(shí)和太陽(yáng)系演化歷史做出重大補(bǔ)充，甚至提出挑戰(zhàn)。
著落點(diǎn)選擇呂姆克山有何意義
呂姆克山（Mons Rümker）位于月球正面西北部，是一個(gè)直徑為70公里的火山堆。它屬于最大月海風(fēng)暴洋的一部分，而風(fēng)暴洋向東則是多年前阿波羅和月球號(hào)取樣返回的區(qū)域。
盡管中國(guó)航天局并未公布嫦娥五號(hào)在呂姆克山的具體著陸位置，全球科學(xué)家們對(duì)這一地區(qū)充滿(mǎn)期待。美國(guó)圣母大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家克萊夫·尼爾（Clive Neal）認(rèn)為，與阿波羅樣品30-40億年的年齡相比，呂姆克山部分區(qū)域的地質(zhì)年齡可能相當(dāng)年輕，僅有14-15億年。目前我們對(duì)月球歷史的基本認(rèn)識(shí)是，月球上的地質(zhì)活動(dòng)（如火山噴發(fā)）于35億年前達(dá)到頂峰，然后逐漸減弱并停止?！霸虑?qū)儆谛√祗w，內(nèi)部熱動(dòng)力有限，在20億年前應(yīng)該早已冷卻了，不會(huì)再有火山噴發(fā)?！?/p>
如果嫦娥五號(hào)樣品返回地球后，我們用最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)定年技術(shù)確定其年齡確實(shí)在20億年以下，那么人類(lèi)對(duì)月球的基本認(rèn)識(shí)將被改寫(xiě)。
嫦娥五號(hào)樣品的定年還有助于我們更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)太陽(yáng)系固體行星的表面年齡。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們用“數(shù)撞擊坑”的方法來(lái)估計(jì)水星、金星、火星、小行星等的年齡：某一區(qū)域撞擊坑越多，撞擊坑密度越大，就越古老。這條撞擊坑曲線（crater counting curve）的形狀完全建立在阿波羅樣品的基礎(chǔ)上，因此具有局限性。由于嫦娥五號(hào)的取樣點(diǎn)與阿波羅有較大差別，其樣品將對(duì)行星年齡估算模型做出重要補(bǔ)充。
驚心動(dòng)魄的一個(gè)月晝
尼爾為嫦娥五號(hào)出征感到異常興奮。“畢竟天體取樣返回不是每天都發(fā)生的事，”他在堆滿(mǎn)書(shū)籍的圣母大學(xué)辦公室接受《賽先生》視頻采訪時(shí)說(shuō)。他對(duì)去年嫦娥四號(hào)成功著陸在月球背面印象深刻，認(rèn)為中國(guó)在技術(shù)細(xì)節(jié)上處理到位，因而對(duì)嫦五的成功也相當(dāng)樂(lè)觀。
嫦娥五號(hào)探月主要任務(wù)
工程方面，嫦娥五號(hào)是中國(guó)探月史上最復(fù)雜的一次任務(wù)。整個(gè)探測(cè)器由四大部分串聯(lián)組成，從下到上依次為軌道器、返回器、著陸器和上升器。在不同階段，四大部分以不同的方式分離、對(duì)接，以達(dá)到獲取樣品并護(hù)送其回到地球的目標(biāo)。
當(dāng)探測(cè)器到達(dá)月球后，軌道器-返回器組合將與著陸器-上升器組合分離，前者留在月球軌道上繼續(xù)飛行，后者在11月27日月晝開(kāi)始后擇機(jī)著陸。著陸后，位于著陸器上的電鏟將鏟取月球表面風(fēng)化層的土壤，同時(shí)自動(dòng)打鉆器將垂直鉆取巖芯，兩者采集到的樣品放入并密封在上升器內(nèi)的返回艙中。取樣過(guò)程需在該月晝期間（約14個(gè)地球日）完成，避免月夜低溫對(duì)取樣設(shè)備的損壞。
取樣完成后，著陸器將留在月球表面，而上升器從著陸器上起飛，進(jìn)入月球軌道，并與在軌飛行的軌道器-返回器組合對(duì)接。裝有樣品的返回艙從上升器轉(zhuǎn)移到返回器中，上升器隨后脫離。軌道器-返回器踏上歸途，隨后軌道器在距離地球一定高度處脫離，僅剩含有樣品的返回器利用跳躍再入的方式穿過(guò)地球大氣層，落入位于內(nèi)蒙古四子王旗的預(yù)定著陸區(qū)內(nèi)。
國(guó)內(nèi)媒體報(bào)道稱(chēng)嫦娥五號(hào)的整個(gè)飛行過(guò)程為23天，即月壤樣品將于12月17日左右抵達(dá)地球。
珍貴的兩千克
中國(guó)航天局至今尚未公布有關(guān)嫦娥五號(hào)樣品的使用細(xì)則。據(jù)《自然》雜志本月初的報(bào)道，部分樣品將存放于位于北京市朝陽(yáng)區(qū)大屯路的中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)。在經(jīng)過(guò)鏟取樣品和鉆取樣品的分揀后，兩類(lèi)樣品將分別用于四大類(lèi)用途：科研類(lèi)、展示類(lèi)、永久保存類(lèi)和永久保存?zhèn)浞蓊?lèi)。
尼爾透露，美國(guó)政府實(shí)際上封存了大量的阿波羅樣品，將留存給以后的科學(xué)家慢慢研究。去年，為了紀(jì)念阿波羅登月50周年，他的實(shí)驗(yàn)室拆封了兩件真空保存的、來(lái)自阿波羅十七號(hào)的樣品?！半S著實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)的日新月異，我們對(duì)樣品的理解也將越來(lái)越深入?！?/p>
盡管外國(guó)科學(xué)家可以通過(guò)與中方合作的方式研究嫦娥五號(hào)采集回來(lái)的樣品，尼爾將受到美國(guó)政府的特殊限制，難以參與到這千載難逢的機(jī)遇中來(lái) — 除非他找到獨(dú)立經(jīng)費(fèi)來(lái)源，或者得到中國(guó)政府的資助。他八十年代就從歐洲來(lái)到美國(guó)從事月球研究，與阿波羅樣品打交道已經(jīng)有三十多年了?！版隙鹞逄?hào)是中國(guó)的項(xiàng)目，應(yīng)該由中國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)樣品分析?！?但他也十分盼望能貢獻(xiàn)自己的經(jīng)驗(yàn)，將嫦娥五號(hào)的科學(xué)成果最大化。
中美太空之爭(zhēng)，一個(gè)避不開(kāi)的話題
“隨著探月熱潮在全球重新興起和取樣分析技術(shù)的極大提高，嫦娥五號(hào)將為未來(lái)無(wú)人探月任務(wù)創(chuàng)立新的標(biāo)準(zhǔn)，”羅格斯頓說(shuō)。
他同時(shí)指出，盡管嫦娥五號(hào)的采樣點(diǎn)與月球資源沒(méi)有關(guān)系，整個(gè)任務(wù)在美國(guó)國(guó)內(nèi)仍可能被政治化解讀。雖然羅格斯頓本人始終主張將嫦娥工程的本質(zhì)視為科學(xué)探索，但被問(wèn)及美中是否是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手時(shí)，他承認(rèn)從中美目前并非合作關(guān)系的角度來(lái)看，確實(shí)屬于競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
然而是否合作的現(xiàn)實(shí)并不取決于中方。現(xiàn)行的美國(guó)眾議院沃爾夫條款（The Wolf Act）禁止美中之間任何與NASA有關(guān)或由白宮科技政策辦公室協(xié)調(diào)的聯(lián)合科研活動(dòng)。誰(shuí)拿聯(lián)邦政府的錢(qián)進(jìn)行雙邊合作誰(shuí)就是違法，將面臨嚴(yán)厲的法律后果。
未來(lái)美國(guó)政府的更替是否有望被打破這一僵局？羅格斯頓認(rèn)為，雖然拜登政府的空間政策還有待細(xì)化，但是目前所有的跡象都指向一種延續(xù)性而非變革。
要想中美合作，美國(guó)政府必須廢除沃爾夫條款，并明確表示愿意把中國(guó)納入到全球探月計(jì)劃中來(lái) — 一個(gè)美國(guó)占據(jù)絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)地位的計(jì)劃。
