星空万象

嫦娥五号拍摄的月面全景照片。图片来源：月球与行星探测工程地面应用系统

月球是地球唯一的天然卫星，也是距离地球最近的天体，所以是太空探测的第一目标。月球探测是当前世界航天活动的热点之一，不仅可以获得对月球的新知识、新发现，还可以增进我们对地球及太阳系起源与演化的认识，并带动一系列基础科学和技术的新发展。

月球探测可以以多种形式来开展，包括地基观测和航天器探测：地基观测是利用架设在地球上的仪器对月球进行远距离观测，如利用望远镜对月球表面进行观测就是一种地基观测方式；而航天器探测是发射探测器飞行到月球周围空间或者表面，利用携带的仪器进行近距离探测，又可以细分为环绕探测、着陆探测、巡视探测及载人探测等。

月球采样返回探测是发射探测器着陆到月球表面，采集月球样品，并将样品送回地球进行分析。这种探测方式需要突破月球表面着陆及起飞、月表样品采集、月球轨道对接、重返地球等一系列高精尖技术，是最先进的月球探测方式之一。返回的月球样品可以利用地球实验室最精密的仪器进行深入分析，其分析精度远高于月球环飞及着陆任务携带的仪器。同时，这些月球样品还可以长期保存起来，多年之后利用比目前更为先进的技术和仪器来进行分析，从而解决目前未能解决的一些重大科学问题，可谓“源源不断的惊喜”。

嫦娥五号任务飞行过程示意图。图片来源：胡浩等

嫦娥五号是我国探月工程“绕、落、回”三部曲的第三阶段任务。在嫦娥一号到嫦娥四号，以及嫦娥五号T1试验任务的技术和经验基础上，我国嫦娥五号任务探测器于2020年底成功从月球风暴洋地区采回了1731克月壤样品，这是我国首个月球采样返回探测任务，也是时隔44年人类首次月球采样返回探测任务。

嫦娥五号是我国目前复杂度最高、技术跨度最大的深空探测器，由着陆器、上升器、轨道器和返回器四部分组成，各部分具有不同的功能，在地面控制中心的指挥下，相互配合、协同工作，共同完成月面采样返回任务，比如着陆器具备独立飞行及月面着陆的功能，主要任务是携带着上升器和月面采样等设备，安全着陆在月面；而上升器具备月面起飞的功能，主要任务是在完成月面样品采集之后，将月球样品送到月球轨道。

月面的上升器着陆器组合体。图片来源：国家航天局

此次探测任务开始于2020年11月24日凌晨4:30（北京时间，下同），嫦娥五号探测器搭乘长征五号遥五运载火箭，从海南文昌发射场成功发射，奔赴月球。12月1日23:11，嫦娥五号着陆器上升器组合体顺利着陆在月球风暴洋东北部地区（北纬43.06度，西经51.92度），并随后在此开展了持续约2天的月面工作，采集月球样品。在月面工作期间，嫦娥五号探测器还利用光谱仪、探月雷达等仪器对着陆点周围月面开展了原位科学测量，拍摄了月表近距离全景照片，并展示了五星红旗。12月3日23:10，嫦娥五号上升器携带着月球样品，从月面起飞，进入环月轨道，并与轨道器和返回器交会对接，并将月球样品转移至返回器中。12月12日9:54，轨道器和返回器踏上了回家的旅程，并最终于12月17日凌晨1:59，返回器携带着月球样品，成功着陆于内蒙古四子王旗预定区域。至此，历时23天的嫦娥五号任务取得圆满成功。

本文节选自《中国国家天文》5月刊《嫦娥五号样品揭秘月球演化》。

致谢：本文受到了中国科协2022年度研究生科普能力提升项目的资助。

作者简介：

乔乐 山东大学（威海）空间科学与物理学院副研究员、硕导，研究方向：月球遥感及地质学。

尹承翔 山东大学（威海）空间科学与物理学院硕士生，研究方向：月球与火星样品分析。

陈剑 山东大学（威海）空间科学与物理学院博士后，研究方向：月球光谱学与物质成分。

付晓辉 山东大学（威海）空间科学与物理学院教授、博导，研究方向：月球与行星表面地质过程。

凌宗成 山东大学（威海）空间科学与物理学院教授、博导，研究方向：行星光谱遥感与深空探测。

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