中國網/中國發展門戶網訊  2024年6月25日14時07分，嫦娥六號返回器準確著陸于內蒙古自治區四子王旗的預定區域，標志著探月工程嫦娥六號任務取得圓滿成功。習近平總書記代表黨中央、國務院和中央軍委致電祝賀探月工程嫦娥六號任務取得圓滿成功，“嫦娥六號在人類歷史上首次實現月球背面采樣返回，是我國建設航天強國、科技強國取得的又一標志性成果”“要求你們乘勢而上，精心開展月球樣品科學研究，接續實施好深空探測等航天重大工程，加強國際交流合作，向著航天強國目標勇毅前行，為探索宇宙奧秘、增進人類福祉再立新功，為以中國式現代化全面推進強國建設、民族復興偉業作出新貢獻！”

探索宇宙從地球出發，從月球入手。探月工程是民族復興偉業的重要體現，是向宇宙進軍的重要一步。

月球與地球是孿生兄弟

月球是地球的唯一衛星，與地球成孿生兄弟，其年齡只比地球小一點，地球是45.5億年，月球為44.6億年。月球的結構也同地球相似，有殼、幔、核的分層結構，最外層的月殼平均厚度為60.0—64.7 km；月殼下面是月幔，深約1 000 km，占了月球的大部分體積，月幔下面是月核。月球的體積比地球小得多，其直徑約為3 476 km，是地球平均直徑的1/4；質量為7.342×10²² kg，是地球的1/81；引力是地球的1/6。月球形成的早期有磁場，后來卻突然消失了?，F在，月球周圍的磁場強度不及地球磁場強度的1/1 000，即月球幾乎不存在磁場。

月球表面有明亮的區域，亮區是高地，被稱為月陸；月球也有陰暗的部分，暗區是平原、盆地等低陷地帶，被稱為月海。已確定的月海有22個，所有月海都是干涸的。實際上，許多月海是火山口或熔巖被。由于月球的引力小，對巖漿流動的阻力小，當火山噴發時，有利于巖漿暢流而形成廣闊的巖漿海洋，巖漿冷凝后便形成熔巖平原或盆地，影像似海，其實不是海。月球上沒有板塊構造，多數火山出現在巨大古老的沖擊坑底部，所以，在月球上很難見到大型火山錐。

月球沒有大氣的保護，晝夜溫差很大，白天最高達127℃，夜間最低達–183℃，有些隕石坑或低洼地甚至可達—272℃，是已知太陽系中最冷的地方。

地球到月球的距離平均值為38.44 ×10⁴ km，相當于地球到太陽的1/400，所以從地球上看，太陽和月亮幾乎一樣大。而由于潮汐鎖定，月球的自轉與公轉同步，致使月球始終以同一面朝向著地球。

月球與地球雖然是孿生兄弟，卻有著截然不同的環境。最大的區別是地球上有生物、有人類，月球則沒有。探索月球的一個重要目的，就是看看月球上有沒有生物？有沒有適于人類生存的環境？在未發現生物之前，看看有沒有水？若沒有水，再找找有沒有沉積巖，若連沉積巖都沒有，就表明以前也沒有水；月球一直沒有生物，也就很難適于人類生存。

月球猶如地球的一面鏡子，通過了解月球的形成演化和自然環境，可以推測地球的發展趨勢，預測人類的未來。月球與地球既相近又相似，在宇宙中幾乎處于相同的位置，卻有著截然不同的環境和特征，是什么原因造成的？一個衛星與主星（行星）就有如此大的區別，與其他星系的區別可能更大。顯然，宇宙的奧秘無窮無盡。

月球是探索宇宙的熱點和窗口

月球與地球同屬太陽系，是宇宙星系的一員、一個質點。在數以億計宇宙星系中，唯有地球是迄今探知有生命、有人類的星球。為什么地球上有生命而其他星球沒有？地球有別于其他星球，但不是孤立存在的；它和其他星球相互作用、相互影響，受什么機制掌控？于是，宇宙是什么樣？地球是怎樣形成的？生物是怎樣誕生的？人類從何處來到何處去？……一系列問題迎刃而生，探索這些問題永無止境。

向宇宙進軍的各國，諸如蘇聯、美國、中國、印度、日本等都把月球作為“橋頭堡”，然后再向火星、木星及其他行星進發。月球是目前唯一有多國著陸點的星球。在那里可以獲得許多空間信息和探索其他星球的經驗。

1959年9月14日，蘇聯“月球2號”探測器撞擊月球，是首個登陸月球的探測器?！霸虑?號”于1966年2月3日實現了世界上第1顆月球探測器軟著陸，后來通過“月球16號”“月球20號”“月球24號”探測器分別于1970年、1972年和1976年3次分別采取101 g、55 g、170 g，共326 g月球樣品。

美國探月雖較蘇聯晚，但第1次就實現了載人登月，美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林成了最早登陸月球的人類。1969年7月20日，他們乘坐美國“阿波羅11號”在月面“靜?！钡囊唤浅晒Φ顷懺虑?。1969—1972年，美國“阿波羅11號”“阿波羅12號”“阿波羅14號”“阿波羅15號”“阿波羅16號”和“阿波羅17號”相繼6次實現載人登月并開展科學考察；共有12名美國宇航員登上月球，埋設長期探測月球的科學儀器，采集月球樣品；共帶回地球381.7 kg月球樣品，其中巖石樣本約268 kg，土樣本約114 kg。

2020年12月17日，中國嫦娥五號探測器從月球表面采回1 731 g樣品，從而使中國成為繼蘇聯、美國之后，第3個有探測器在月球著陸并取回樣品的國家。

2023年7月14日，印度“月船3號”月球探測器發射，2023年8月23日，印度“月船3號”成功著陸在月球表面。印度成為世界上第4個成功著陸月球的國家，也是首個在月球南極附近登陸的國家。

2023年9月，日本無人登月探測器“SLIM探測器”從鹿兒島縣種子島宇宙中心搭乘一枚H2A火箭升空，同年12月進入月球軌道，2024年1月19日開始下降高度并于20日凌晨著陸月球。這是日本首次，也是繼蘇聯、美國、中國、印度之后世界上第5個實現登月的國家。

印度和日本雖有探測器在月球登陸，但都沒采集樣品。

為了探月和從月球表面獲取樣品，中國航天部門付出了巨大努力。2004年1月23日，中國探月工程正式立項，并被命名為“嫦娥工程”，中國人開啟了對月球的真正探索。2007年，嫦娥一號成功發射，是我國邁出了探月工程“繞”的第一步。時隔3年，嫦娥二號發射成功，在環繞月球之后，于2011年進入日地拉格朗日L2點環繞飛行，期間還飛越圖塔蒂斯小行星，刷新了當時中國航天器最遠飛行紀錄。2013年，嫦娥三號帶著“玉兔號”月球車，成功軟著陸月球，在月球表面工作時間最長的世界紀錄也是這次創造的。2018年，嫦娥四號發射升空，于2019年1月3日在月球背面軟著陸，實現了人類探測器首次在月球背面軟著陸。

嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號任務為嫦娥五號探測器在哪里著陸、在哪里采樣進行了充分準備。2020年11月24日，中國在文昌航天發射場，用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，順利將探測器送入預定軌道，并于12月1日降落在月球風暴洋北部一座年輕的火山“蒙斯·魯姆克”旁邊；該火山直徑達65 km，火山巖覆蓋了非常廣闊的區域，為采樣提供了條件。采樣分2種形式——直接鏟取土樣、鉆取巖石樣品。

嫦娥五號實現了從發射、繞行、著陸、自動取樣、封裝、直接起飛到返回地球的全過程，2020年12月17日，嫦娥五號返回器攜帶著月球樣品成功返回地球，這是人類時隔44年再次取回新的月球樣品。習近平總書記當天發來賀電，“嫦娥五號任務作為我國復雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程，首次實現了我國地外天體采樣返回”“這是發揮新型舉國體制優勢攻堅克難取得的又一重大成就，標志著中國航天向前邁出的一大步，將為深化人類對月球成因和太陽系演化歷史的科學認知作出貢獻?！?/p>

繼嫦娥五號之后，嫦娥六號探測器搭載著歐洲航天局（ESA）的月表負離子分析儀、法國的氡氣探測儀、意大利的激光角反射器、巴基斯坦研發的衛星“立方星”，于2024年5月3日發射入軌，6月25日載樣返回。期間，嫦娥六號經歷了地月轉移、近月制動、環月飛行、著陸下降、月背起飛等過程。由鵲橋二號中繼星支持著陸器和上升器組合體，于2024年6月2日6時23分，成功著陸在月球背面南極—艾特肯盆地，進行了約2天的采樣工作。期間，取樣工作通過2種方式（鉆取和機械臂表?。╅_展，共采集月球樣品1 935.3 g；還對月球背面著陸區進行了現場調查分析。嫦娥六號任務是中國航天史上迄今技術水平最高的月球探測任務，其實現了三大技術突破——月球逆行軌道設計與控制技術、月背智能采樣技術、月背起飛上升技術；實現了世界首次月球背面自動采樣返回，再次創造了中國航天的世界紀錄，將為月球正反面的差異性原因及月球的形成歷史提供更新的認識。

月球樣品貴千金

嫦娥五號、嫦娥六號分別從月球正面和背面采回樣品1 791.0 g和1 935.3 g，合計3 666.3 g。這些樣品不僅為我國研究月球提供了珍貴物質材料，也受到國際社會的高度重視，就連登過月且擁有月球樣品的美國，也向中國提出申請，希望能得到我國采集的月球樣品?？梢?，我國采集的月球樣品的重要性和寶貴性。

人類對地外天體的認識大體可以分為天文觀測、遙感/就位探測、采樣返回3個階段。通俗地說，就是遠距離看、近距離看、帶回來看。著陸可以直接觀測月球表面的地貌、地質、氣候、環境，并了解它們之間的相互關系和相互影響。采集樣品更為重要，尤其是我國選擇的采樣地點具有重要意義和代表性，樣品十分珍貴，那是真正的天外物質，是了解研究月球物質組成、形成演化的真憑實據。

通常，探索自然奧秘要把握5個要素——時間、空間、物質、結構、成因。其中，物質是核心、是基礎，且必須直接獲取。通過物質測試分析，才能準確地了解物體的物質組成、結構特征、形成時間、演化過程等重要信息。

采回的月球樣品可以說1克值千金。1993年蘇富比拍賣行曾以44萬美元的價格拍賣過蘇聯無人探測器采集的0.2 g月球土樣。當然，嫦娥五號探月飛行不只是單純取樣，還獲得許多其他信息，僅科學探測數據就達131.5 GB。

實際上，月球樣品的價值不能用金錢來衡量，它的科學價值遠遠超過它的金錢價值，是無價之寶！通過月球樣品，可以了解月球的形成和組成，判定月球的生命，推斷宇宙中星球的相互作用等，許多問題都要通過物質分析來解決。

美國宇航員1972年12月在“阿波羅17號”任務中，從月球上帶回來的月巖樣品，和中國嫦娥五號2020年12月采回的樣品相比，盡管采樣的時間、地點、數量不同，但經過鑒定分析，這些樣品的形成礦物主要有輝石和斜長石，富含鐵和鎂，大都屬于玄武巖?？梢娦鋷r在月球上分布之廣，據推測月球表面約有18.1%被玄武巖覆蓋。玄武巖是火山噴發的產物，是分布最廣的一種火山巖，在地球、月球、火星等星球上都有廣泛分布，表明這些星球都曾發生過強烈的火山活動?；鹕交顒邮切乔虻撵`魂，是星球有生命力的象征。通過測定火山巖的年齡，可以確定火山活動的時間，研究人員由美國樣品推算出的年齡是31億年，由中國嫦娥五號樣品推算出的年齡是20.3億年^[1]和19.6億年^[2]，表明月球上火山活動發生的時間都很久遠，按照美國樣品推算出的年齡，月球在30多億年前就停止了火山活動^[3]，進入死亡狀態；而中國嫦娥五號樣品推算出的月球年齡比美國的年輕了約10億年，等于月球的生命延長了10億年。

嫦娥六號從月球背面采集的樣品中也含有玄武巖，經測定其年齡為28億年，表明月球早期的火山活動無論在正面還是背面都很活躍?？偟膩碚f，月球玄武巖樣品的年齡都比較古老，沒有任何新近的火山活動跡象；不像地球，至今還有頻繁的火山噴發，彰顯了地球的年輕與活力。

月球和地球幾乎同時形成，為什么月球上的火山活動很早就停止了？而地球上的火山活動仍很活躍？火山活動對生態環境會產生怎樣的影響？通過對月球樣品分析，還取得了許多重要成果。

中國學者準確測定了月球樣品中40多種元素的含量。通過精確測定，研究發現嫦娥五號月球樣品中所含有的化學元素與地球樣品中所含有的化學元素存在很大差異。月球樣品中含有高比例的鈦和鐵，測定計算后，發現僅月面表層5 cm厚的沙土就含有上億噸鐵；月球樣品中還含有豐富的氦-3，如果能將月球中的氦-3元素提取出來，可作為核電站的能源材料。此外，中國學者首次發現了月球樣品中存在磷酸鹽質的新礦物，并命名“嫦娥石”。此前，人類在月球發現了5種新礦物，“嫦娥石”是人類在月球上發現的第6種新礦物。

水資源的核心是能否發現自然水。研究還發現，太陽風成因水可在月表中、高緯度地區得到較好保存。根據估算，太陽風質子注入月壤的水含量不低于179 mg/kg，通過換算可得，即每噸月壤中含有不低于170 g的水。月球高緯度區域可能含有大量具有利用價值的水資源。

這些研究成果為探索月球的秘密和未來的資源利用提供了重要線索。進一步工作需要搞清這些資源的賦存狀態、分布規律和獲取方法。

向宇宙進軍

隨著人類社會的發展、科學技術的進步，各國特別是大國對海洋、極地、宇宙的爭奪會越來越激烈。2025年，各國的登月活動都在躍躍欲試：美國“直覺公司”將向月球南極發射一個帶儀器的著陸器，對月球表面物質進行分析；日本東京“太空公司”將啟動“月球冒險”任務，向月球發射一個著陸器和一個微型探測車；俄羅斯將完成“月球-25號”探測器在月球南極軟著陸，“月球-26號”探測器繞月探測和“月球-27號”探測器在月球南極著陸巡視等任務等。

各國競爭的目的無非是占有科學先機，了解那里的自然環境，贏得空間信息、資源稟賦等，占有制空權，在信息時代占有主動權?？臻g探索是大科學、大工程。它把當今最先進的科學技術融合在一起，是科學技術最高水平的體現，同時又能促進科學技術向著新的更高的目標發展。

宇宙沒有盡頭，科學探索沒有止境。我國在空間探索、極地探索等方面近年來發展很快，取得了不少成就，但還有很長的路要走，很多事情要做。愿我們繼續向月球進軍，向宇宙進軍，直到在月球上留下中國人的足跡，在其他星球上展現五星紅旗。

（作者：劉嘉麒，中國科學院地質與地球物理研究所?！吨袊茖W院院刊》供稿）