月球挖土奇遇记

近日，由中国国家航天局和中国科协联合出品的《神奇的嫦娥五号》科普纪录片在北京发布，再现了嫦娥五号探月之路。嫦娥五号实现月面“挖土”“起飞”背后有哪些“花絮”？嫦娥六号如何实现月球背面采样？目前研制进展如何？对此，中国探月工程三期总设计师胡浩进行了专业解读。

向地质学家取经

为实现月球采样，胡浩带领科研团队走访了许多地质学家和相关研究单位，学习在地球上“挖土”的经验，包括挖土方法、设备等。在他看来，前往月球要靠航天技术，但更熟悉“挖土”的是地质研究者。

研制月球采样设备需要攻关不少难题。比如，如何保持月壤样品罐子的真空状态、采样设备如何适应月球表面的高温工作环境等。胡浩指出，由于着月面积很小，嫦娥五号究竟会落在岩石上还是土坑中，很难预知。因此，月壤采集器需要适应更为宽泛的采样环境，确保即使着陆在地质坚硬处，也能采集到样品。

据悉，嫦娥五号任务采用了表取和钻取两种“挖土”模式。胡浩透露，在表取方面，科研团队其实设计了“铲”和“抓”两种表取采样方法。由于铲取顺利，团队没有再用抓取模式。钻取主要针对较硬的地质，需要保证“钻得进去，兜得上来”。

嫦娥五号轨道器和上升器组合体（效果图）

从月球起飞有何难度

嫦娥五号任务是中国首次实现从地外天体返回。相比在地面发射火箭，从月球起飞有何难度？胡浩解释，月球上没有像地面一样完整的航天发射保障系统，需要以月球着陆器为平台发射上升器，后者相当于火箭，将月壤罐子送回地球。

“从火箭发射的角度看，上升器和发射平台之间的距离越大越好，以避免发射时火焰反喷到箭体，但距离过大，又容易导致重心不稳。”胡浩说，“这些都是全新环节，需要充分验证，这也是我们为什么要用10 年时间来研制攻关。”

探索月球之旅如此漫长艰辛，为何要一直坚持？胡浩表示，作为距离地球最近的地外天体，月球的特殊环境及资源可为人类所用。比如，月球其中一面始终面向地球，人类可以利用这一特点在月球上架设探测器等，实现长期稳定地观测地球。特别是针对地球上的板块运动、磁层变化等大尺度观测，月球是非常好的观测平台，它就像地球的一面“镜子”。

嫦娥六号“挖土”难在哪儿

据中国国家航天局此前公布的消息，探月工程四期今年正式启动工程研制，其中包括嫦娥六号从月球背面采样返回任务。

相比嫦娥五号在月球正面采样，嫦娥六号任务面临通信难题。胡浩指出，在月球背面无法实现电波传输，需要借助中继卫星，这意味着信息传输要“拐个弯”才能到达地球，可能会导致一定误差。

另外，在嫦娥五号约48 小时的“挖土”“打包”过程中，月地通信始终畅通，地面可以实时监测探测器的情况。胡浩称，这在月球背面难以实现，中继卫星不可能始终位于上方将信息传回，地面科研人员将无法每时每刻掌握嫦娥六号的执行情况，这些都可能给任务带来风险。

据悉，中国探月工程的国产化率如今已经十分可观。胡浩曾进行过统计，嫦娥一号任务的国产化率超80%。但进口器件所占经费也超80%。然而，在嫦娥五号任务中，国产化率达95%以上，引进器件所占经费大幅下降，约20%。

胡浩指出，在十几年的研制过程中，中国电子器件发展很快，对进口器件的替代效果明显。从目前情况看，嫦娥六号的国产化率又有进一步提高。

所谓“中国很可能占领月球”是无稽之谈

美国国家航空航天局局长尼尔森此前接受媒体采访时称，中国的太空计划是一个军事太空计划，很可能占领月球。对此，胡浩表示，这是无稽之谈。中国的月球探测计划从最开始就是以科学问题为导引的航天系统工程，所有探索月球的设想都是基于预先设定的科学目标。

“从嫦娥一号到嫦娥五号，我们的科学目标、在月球上的工作、取得的成果一直在不断向外发布，这完全是一个科学探索工程。”胡浩说，“美国国家航空航天局局长的表述是没有依据的。”

胡浩表示，中国在月球探测方面依然会秉持公开开放的态度。目前，中国已向国外征集嫦娥六号任务载荷搭载。此外，已有外国科学家参与研究嫦娥五号带回的月壤，中国获取的月壤后续也会逐渐向国外开放。