嫦娥六号成功發射！将開展人類首次月球背面取樣，在月背挖土到底有多難？

剛剛，嫦娥六号成功發射！

此次嫦娥六号的目标是前往月球背面采集月球樣品，并帶回地球，這也将是人類首次開展月球背面取樣返回之旅。那麽在月球的背面 " 挖土 " 有什麽不一樣？此次又有哪些新難點？今天咱們就來聊聊在月球背面挖土這個事。

人類居然在月球上

挖過這麽多次

即便到今天，仍然還是有人相信月球是空心的，既然它是空心的，那大概率它就是外星人設計建造的一個巨型結構，專門用來監控咱們地球啦。欸，好萊塢也是真會蹭熱度——如果你看過電影《月球隕落》就知道我在說什麽了。

很荒謬對不對，但爲什麽就是有人相信呢？很簡單，因爲月球依然神秘，尤其是月球背面。這就是爲什麽近幾年來，各國的探月任務都把月背當成了主要目标。而我們的嫦娥六号任務則更是邁了一個大步，直接去月背采樣并返回。它們就是爲了——讓我們能對月球再了解得多一點。

其實到月球挖土咱們這已經不是第一次了。2020 年年底，嫦娥五号就已經成功實施過一次幾乎一模一樣的任務，隻不過那一次，它着陸的地方，還是在月球的正面。

那是咱們中國的第一次月面挖土，但不是世界的第一次。因爲算上嫦娥五号，人類曾經在這顆離我們最近的天然衛星上挖過十次：上個世紀 NASA 的阿波羅載人登月計劃有六次成功登月，每次登上去之後都不忘挖呀挖，于是共挖回了 380 公斤的月球樣本，算是數量之最；接着就是蘇聯的三次月球無人采樣任務——月球 16 号、月球 20 号以及月球 24 号，它們共帶回了 326 克月球樣本；最後，中國的嫦娥五号則從月球表面帶回了 1731 克的樣本。

想在月背上挖土

竟然這麽難

從月球采樣并安全返回，似乎已經不是一件太難的事情了，真正難的，是去月球背面采樣返回。爲什麽？

因爲作爲地球唯一的天然衛星，月球既幸運也不幸地被地球潮汐鎖定了，導緻它的自轉速度和公轉速度逐步地趨同，最終的結果就是月球隻能 " 直面 " 地球。而對于月球背面我們則無法在地球上看到——月背，落在了咱們的視野盲區。

同樣的道理，除了是視野盲區，月背也是無線電盲區，當然也就是通信盲區啦。因此，任何飛到月背、落到月背的探測器，都無法直接跟地球建立聯系。地球上的無人區就夠可怕的了，何況它還是在月球上。

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那有什麽辦法可以解決這一困擾呢？想想當你照鏡子的時候想看看自己的背面能做什麽操作？請個人幫你在身後再拿一面鏡子，它起到了一個讓光線中轉的目的。

所以同樣，想要跟位于月球背面的裝置通信，也需要一面恰好位于月背的 " 鏡子 " 才行——它就是咱們的鵲橋系列中繼衛星。爲啥叫系列？因爲鵲橋衛星截至目前，已經有兩枚飛行在月球背面了。

2018 年的鵲橋一号，成功保障了嫦娥四号和玉兔二号的月背軟着陸，踏上了人類首次的月背之旅。而今年 3 月，鵲橋二号則率先嫦娥六号一步，提前到達了月背上空，用升級了的裝備來保障嫦娥六号在月背的一切行動。

所以你看，月背咱去過、挖土返回咱也玩過，這次還有多員大将在空中盯着，咱能沒有底氣再去創造個第一次嗎！底氣十足呀！

圖片來源：央視新聞

如何在月背上挖土？

那麽接下來，嫦娥六号到底會怎樣在月背挖土呢？這個，咱們可以借着嫦娥五号來看看。

因爲這兩者除了去的地方不同外，本身的系統組成幾乎一模一樣——都是由軌道器、返回器、上升器和着陸器組成的，這些部分加在一起重約 8.2 噸。

到了月球軌道，它們會這麽打配合：

着陸器會在進行一系列的降軌機動、動力下降、姿态調整後，軟着陸在月球南極 - 艾特肯盆地的阿波羅環形山附近，然後用鏟子和鑽頭分别在月球表面與月面以下收集月壤樣本與月岩樣本，收集的樣本放置在上升器的容器中；于是接力棒交到了上升器的手中，在着陸器采集樣本完成後，它會從月面上升，與軌道器返回器組合體會合、對接。

之後轉移樣品到返回器，完成這一任務後它便退場了，會與軌道器返回器組合體分離；樣本轉移到返回器後，軌道器會攜返回器返回地球，在到達預定位置後釋放返回器，軌道器的任務也完成了；剩下的，就隻有返回器了。

被釋放後的它，在大氣層中打了兩次水漂後，最終返回到地球表面，爲我們帶來了寶貴的月背樣本。

哇，所有的神秘都隐藏在這大約 2000 克的樣本之中啦 ...... 當然，說所有的，肯定是不對的。

首先，嫦娥六号任務不光是要到月背挖土，它所搭載的一系列科學儀器本身就能給我們帶來很多新鮮的知識。其次，想要真正搞明白月球，靠一兩次任務遠遠不夠。但至少，通過這些來自月背的土壤，我們對月球的了解，一定會增進不少。

具體可能是哪些呢？讓我們大膽地來預測一下：

第一、月壤成分和演化：月球背面的地質環境與月球正面存在差異。通過采集月球背面的樣品，科學家可以研究月壤的成分、礦物組成和地球化學特性。這有助于理解月球的演化曆史，以及它與地球和其他天體的關系。月球背面的岩石和土壤可能包含更古老的物質，因爲它們較少受到撞擊事件的影響。這些樣本将提供有關太陽系早期演化的重要線索。

第二、月球内部結構：月球背面的地質構造和内部結構對科學家來說仍然是一個謎。通過分析月球背面的樣本，我們可以了解月球的地殼、地幔和核心的組成和性質。這對于研究行星形成和演化過程至關重要。

第三、月球背面的磁場和熱流：月球背面的磁場和熱流分布與月球正面存在差異。采樣返回的數據将幫助科學家更好地理解月球内部的物理過程，例如熱傳導和地磁活動。

第四、月球背面的撞擊曆史：月球背面相對平坦，存在大量的撞擊坑。通過分析這些撞擊坑的樣本，我們可以了解月球背面的撞擊曆史，以及這些撞擊對月球表面和地質構造的影響。

當然，除了這些，嫦娥六号任務還搭載了法國、歐空局、意大利和巴基斯坦等國家的載荷和衛星項目。于是，在促進國際合作、共同拓展人類對月球的認知疆域方面，嫦娥六号也能做出貢獻。

了解了這麽多，你是不是跟我一樣，已經開始期待來自月背的土壤了呢。

策劃制作

本片爲科普中國 · 星空計劃扶持作品

出品丨中國科協科普部

監制丨中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

作者丨甘戍冬科普視頻創作者

審核丨孫志斌中國科學院國家空間科學中心研究員

責編丨王夢如