1978年,美国总统卡特的安全事务顾问布热津斯基访问中国时,抠抠搜搜给了我们一点月岩石,样品铸在一个类似于凸透镜的有机玻璃盒内,看着很大,但其实只有1克。
就这1克月岩,最后还分出0.5克保存在博物馆,加个放大镜才勉强能看到,另外的半克交中国探月工程首席科学家、地球化学专家欧阳自远院士研究。
今天早上,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面预选着陆区,这次等我们自己挖的2KG月壤带回来,可以把那个小芝麻粒换掉了。
经过约38万公里、一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅,12月1日晚间,嫦娥五号探测器稳稳降落在月球正面风暴洋北部吕姆克山、夏普月溪附近。
这是中国探测器第三次在月球表面成功软着陆,也是人类探测器首次踏足月球上的这一区域。无论是嫦娥五号成功落月,还是即将开展的科学探测及自主采样返回等任务,都看点多多、令人期待。
在距月面1.5公里时,嫦娥五号利用光学成像敏感器进行粗避障,剔除大型障碍物;距月面仅百米时,嫦娥五号上的备用激光三维成像敏感器进行精确避障,精准识别选好落点。一边下降一边避障,待嫦娥五号飞到选定着陆点后,一个侧身开始垂直下降,并在距离月面较近时关闭发动机、自由落体……
↑12月2日,在北京航天飞行控制中心拍摄的落月后的嫦娥五号探测器。新华社记者 金立旺 摄
主动减速、快速调整、迅速接近、精准选点、稳步着陆……整个落月过程,一系列复杂精细的动作都由嫦娥五号自主完成,犹如一位在月球凌空漫步的袅袅仙子,婀娜多姿。“嫦娥五号任务的落月和近月制动一样,都是只有一次机会,必须一次成功。可以说,落月的过程就是边飞行边找寻落点,在15分钟内,完成约600公里外的全程自主跳伞。”中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢说。着陆后,在地面测控方和空间应用科学任务支持下,嫦娥五号依次完成状态检查、预备工作状态设置、着陆区成像等任务……为了实现“选址正确,落得准确”,嫦娥五号采用了中国航天科技集团五院502所已经在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式,即在502所研制的制导导航与控制(GNC)系统的指挥下,将“粗避障”与“精避障”相结合,让嫦娥五号稳稳地降落。落月的关键在于“平稳”二字。嫦娥五号落月时,撞击月面会形成较大的冲击,必须设计相应的着陆缓冲系统,吸收着陆的冲击,保证探测器不翻倒、不陷落,这是落月的技术难题之一。而着陆缓冲机构,通俗地说就是嫦娥五号的“腿”。这四条缓冲、支撑一体化的“腿”可不一般,它们是嫦娥五号机构分系统团队精心设计、巧手研制,更拥有嫦娥三号、嫦娥四号的完美基因。
↑12月1日,在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月瞬间。新华社记者 金立旺 摄据介绍,着陆缓冲机构具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案,保证了收拢简单、展开可靠,解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面的问题。与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比,由于任务难度增加,嫦娥五号任务的着陆缓冲能力要求提高了30%,但机构重量指标却减少了5%,这为研制团队带来了不小的难题。面临减重的难关,研制团队反复迭代,每次修改完设计,讨论时一旦发现新的减重突破口,又毫不犹豫地再次推翻设计、继续修改,最终达到了设计指标,确保了嫦娥五号稳定可靠地完成与月球的亲密“拥抱”。此次嫦娥五号的月球着陆区域名叫“风暴洋”,周围有1300米高的火山群,环境之险峻名副其实,让嫦娥五号此行更加充满探险的意味。随着嫦娥五号的造访,月球风暴洋举世闻名。科学家们认为,着陆在此是十分明智的选择。从地球上看起来,这里更像是广阔、黑暗的熔岩平原。为何选择在这里?虽然这里和嫦娥三号在月球虹湾着陆点的纬度基本相当,但根据目前研究成果,这块区域形成的地质年代较短,约37亿年。中科院国家天文台专家表示,此次嫦娥五号有望获取最年轻的月球返回样品,在月球火山活动和演化历史研究等方面取得原创性的科学成果。
↑12月1日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在监测嫦娥五号探测器工作状态。新华社记者 金立旺 摄
我们挖回两公斤的月壤,主要是科研目的。
为什么要研究月壤?难道不能用地球的土壤来比较吗?答案是不能。
首先,我们目前并不清楚月球是怎么来的,虽然有很多猜测比如主流认为月球是从地球分出去的,但是这些都是有待更多的证据确认。
其次,月球和地球是两种差异非常大的星球。月球表面没有氧气,没有风,没有生命活动,也没有水(这个目前有争议,虽然有卫星数据表明可能有水,但是并没有真实采集到月球表面的水。)。
这种情况下,陨石的撞击,宇宙射线还有太阳风轰击,再加上昼夜温差巨大,可以说,月壤本身的结构形态可能和地球差异巨大,无论是从颗粒形态、粒度分布还是颗粒比重、孔隙比以及电磁性能、物理性能等方面均差异巨大,所以我们必须采集月球土壤进行研究。
虽然美国曾经赠送了中国1克月壤,但是这对于我国的月壤研究可以说是杯水车薪,而且由于之后全世界都没有采集到月壤,因此月壤在地球就成了一种不可再生资源,所以这也是我们这次采集月壤的重要原因。
当然,科研并不是单纯的为了科研,它的目的最终还是要服务人类的。