本月晚些时候，一艘中国航天器将前往月球，采集月球岩石，这将是40多年来的首次。这项名为“嫦娥五号”的任务是中国国家航天局（CNSA）领导下，一系列日益复杂的月球表面探测任务中的最新一项，此前，中国的“嫦娥四号”探测器首次在月球的背面着陆。
德国明斯特大学的行星地质学家卡罗琳·范德伯格特说：“将任务提升到新的水平，从月球返回样本，是一项重大的技术能力。”
该航天器预计将于11月24日从海南岛文昌卫星发射中心发射升空。其原计划于2017年发射，但由于中国长征五号运载火箭的发动机故障而推迟。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和思想的具有影响力的故事能够延续下去。
嫦娥五号的任务是从月球近地面此前未探测区域采集尘埃和碎片，并将它们带回地球。如果任务成功，这将是自20世纪60年代和70年代美国和苏联任务以来，首次取回月球物质。月球科学家们将渴望研究这些新样本，因为它们可能有助于了解月球的演化。这些物质还可以帮助研究人员更准确地确定火星和水星等行星表面的年代。
同样在明斯特大学的地质学家哈拉尔德·海辛格说：“着陆点的选择非常明智。”
抓取就走
嫦娥五号包括着陆器、上升器、轨道器和返回器。在航天器进入月球轨道后，着陆器-上升器组合体将分离并降落在临近鲁姆克山的地方，鲁姆克山是位于风暴洋北部区域的一个1300米高的火山复合体——风暴洋是地球上可见的广阔的黑暗熔岩平原。
一旦探测器着陆，它将钻入地下2米深处，并伸出一个机械臂来舀取约2公斤的表面物质。这些物质将被储存在上升器中，以便升空。
圣母大学地球科学家克莱夫·尼尔说，下降和上升将在一个“月球日”内完成，这相当于大约14个地球日，以避免可能损坏电子设备的极端夜间温度。
尼尔说，这项任务技术上具有挑战性，很多环节都可能出错。着陆器可能会坠毁或倾覆，样本可能会在途中从容器中逃逸。“我们都希望它能成功，”他说。
一旦上升器返回月球轨道，样本将被转移到返回器。欧洲航天局驻荷兰诺德韦克的人员与机器人探索研究协调员詹姆斯·卡彭特说，这次在飞行中的交会对接将是复杂的，“是对未来载人探索的一次良好彩排”。中国计划从2030年左右开始向月球派遣人员。
之后，嫦娥五号航天器将返回地球，着陆器可能会在12月初的某个时候降落在中国北方内蒙古自治区的四子王旗附近。
返回地球
嫦娥五号任务副总设计师李春来表示，大部分月球样本将储存在中国科学院国家天文台（NAOC），位于北京。李春来说，部分物质将储存在一个单独的地点，以防自然灾害，还有一部分将留作公开展示。
但目前尚不清楚样本是否会离开中国。参与着陆点选址的中国地质大学（武汉）行星地质学家肖龙表示，中国国家航天局支持国际合作，如果中国境外的研究人员与中国科学家合作，他们也可以获得样本。
海辛格希望，获取样本的方式将类似于研究人员获取美国阿波罗计划任务采集的岩石的方式——通过向NASA提交一份关于他们计划如何使用这些样本的提案。
但肖龙指出，由于美国政府限制NASA与中国直接合作，中国机构的科学家无法获得阿波罗计划的样本。
演化洞见
嫦娥五号的样本可能填补科学家对月球火山活动理解上的一个重要空白。之前美国和苏联的月球任务获得的岩石表明，月球上的活动在35亿年前达到顶峰，然后逐渐减弱并停止。但对月球表面的观测发现了一些区域，这些区域可能包含形成于近10亿或20亿年前的火山熔岩。
肖龙说，如果嫦娥五号的样本证实月球在这段时间仍然活跃，“我们将改写月球的历史”。
研究岩石的成分还可以阐明是什么因素长期以来为这种热活动提供能量。“月球很小，所以它的热引擎应该很久以前就耗尽了，”尼尔说。
月球也是根据陨石坑计数方法确定其他行星年代的重要参考。一般规律是，较老的区域陨石坑更多更大，而较年轻的区域陨石坑更少更小。这些相对年龄随后使用来自月球的样本给出绝对年代。但是，在8.5亿年前到32亿年前之间，没有样本存在。嫦娥五号可以填补这一空白。范德伯格特说：“月球是唯一一个我们拥有确切来源样本的地方。”
本文经许可转载，并于2020年11月5日首次发布。