嫦娥六号将开展人类首次月球背面取样，在月背挖土到底有多难？

刚刚，嫦娥六号成功发射！

此次嫦娥六号的目标是前往月球背面采集月球样品，并带回地球，这也将是人类首次开展月球背面取样返回之旅。那么在月球的背面“挖土”有什么不一样？此次又有哪些新难点？今天咱们就来聊聊在月球背面挖土这个事。

人类居然在月球上挖过这么多次

即便到今天，仍然还是有人相信月球是空心的，既然它是空心的，那大概率它就是外星人设计建造的一个巨型结构，专门用来监控咱们地球啦。欸，好莱坞也是真会蹭热度——如果你看过电影《月球陨落》就知道我在说什么了。

很荒谬对不对，但为什么就是有人相信呢？很简单，因为月球依然神秘，尤其是月球背面。这就是为什么近几年来，各国的探月任务都把月背当成了主要目标。而我们的嫦娥六号任务则更是迈了一个大步，直接去月背采样并返回。它们就是为了——让我们能对月球再了解得多一点。

其实到月球挖土咱们这已经不是第一次了。2020年年底，嫦娥五号就已经成功实施过一次几乎一模一样的任务，只不过那一次，它着陆的地方，还是在月球的正面。

那是咱们中国的第一次月面挖土，但不是世界的第一次。因为算上嫦娥五号，人类曾经在这颗离我们最近的天然卫星上挖过十次：上个世纪NASA的阿波罗载人登月计划有六次成功登月，每次登上去之后都不忘挖呀挖，于是共挖回了380公斤的月球样本，算是数量之最；接着就是苏联的三次月球无人采样任务——月球16号、月球20号以及月球24号，它们共带回了326克月球样本；最后，中国的嫦娥五号则从月球表面带回了1731克的样本。

想在月背上挖土竟然这么难

从月球采样并安全返回，似乎已经不是一件太难的事情了，真正难的，是去月球背面采样返回。为什么？

因为作为地球唯一的天然卫星，月球既幸运也不幸地被地球潮汐锁定了，导致它的自转速度和公转速度逐步地趋同，最终的结果就是月球只能“直面”地球。而对于月球背面我们则无法在地球上看到——月背，落在了咱们的视野盲区。

同样的道理，除了是视野盲区，月背也是无线电盲区，当然也就是通信盲区啦。因此，任何飞到月背、落到月背的探测器，都无法直接跟地球建立联系。地球上的无人区就够可怕的了，何况它还是在月球上。

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那有什么办法可以解决这一困扰呢？想想当你照镜子的时候想看看自己的背面能做什么操作？请个人帮你在身后再拿一面镜子，它起到了一个让光线中转的目的。

所以同样，想要跟位于月球背面的装置通信，也需要一面恰好位于月背的“镜子”才行——它就是咱们的鹊桥系列中继卫星。为啥叫系列？因为鹊桥卫星截至目前，已经有两枚飞行在月球背面了。

2018年的鹊桥一号，成功保障了嫦娥四号和玉兔二号的月背软着陆，踏上了人类首次的月背之旅。而今年3月，鹊桥二号则率先嫦娥六号一步，提前到达了月背上空，用升级了的装备来保障嫦娥六号在月背的一切行动。

所以你看，月背咱去过、挖土返回咱也玩过，这次还有多员大将在空中盯着，咱能没有底气再去创造个第一次吗！底气十足呀！

图片来源：央视新闻

如何在月背上挖土？

那么接下来，嫦娥六号到底会怎样在月背挖土呢？这个，咱们可以借着嫦娥五号来看看。

因为这两者除了去的地方不同外，本身的系统组成几乎一模一样——都是由轨道器、返回器、上升器和着陆器组成的，这些部分加在一起重约8.2吨。

到了月球轨道，它们会这么打配合：

着陆器会在进行一系列的降轨机动、动力下降、姿态调整后，软着陆在月球南极-艾特肯盆地的阿波罗环形山附近，然后用铲子和钻头分别在月球表面与月面以下收集月壤样本与月岩样本，收集的样本放置在上升器的容器中；于是接力棒交到了上升器的手中，在着陆器采集样本完成后，它会从月面上升，与轨道器返回器组合体会合、对接。

之后转移样品到返回器，完成这一任务后它便退场了，会与轨道器返回器组合体分离；样本转移到返回器后，轨道器会携返回器返回地球，在到达预定位置后释放返回器，轨道器的任务也完成了；剩下的，就只有返回器了。

被释放后的它，在大气层中打了两次水漂后，最终返回到地球表面，为我们带来了宝贵的月背样本。

哇，所有的神秘都隐藏在这大约2000克的样本之中啦......当然，说所有的，肯定是不对的。

首先，嫦娥六号任务不光是要到月背挖土，它所搭载的一系列科学仪器本身就能给我们带来很多新鲜的知识。其次，想要真正搞明白月球，靠一两次任务远远不够。但至少，通过这些来自月背的土壤，我们对月球的了解，一定会增进不少。

具体可能是哪些呢？让我们大胆地来预测一下：

第一、月壤成分和演化：月球背面的地质环境与月球正面存在差异。通过采集月球背面的样品，科学家可以研究月壤的成分、矿物组成和地球化学特性。这有助于理解月球的演化历史，以及它与地球和其他天体的关系。月球背面的岩石和土壤可能包含更古老的物质，因为它们较少受到撞击事件的影响。这些样本将提供有关太阳系早期演化的重要线索。

第二、月球内部结构：月球背面的地质构造和内部结构对科学家来说仍然是一个谜。通过分析月球背面的样本，我们可以了解月球的地壳、地幔和核心的组成和性质。这对于研究行星形成和演化过程至关重要。

第三、月球背面的磁场和热流：月球背面的磁场和热流分布与月球正面存在差异。采样返回的数据将帮助科学家更好地理解月球内部的物理过程，例如热传导和地磁活动。

第四、月球背面的撞击历史：月球背面相对平坦，存在大量的撞击坑。通过分析这些撞击坑的样本，我们可以了解月球背面的撞击历史，以及这些撞击对月球表面和地质构造的影响。

当然，除了这些，嫦娥六号任务还搭载了法国、欧空局、意大利和巴基斯坦等国家的载荷和卫星项目。于是，在促进国际合作、共同拓展人类对月球的认知疆域方面，嫦娥六号也能做出贡献。

了解了这么多，你是不是跟我一样，已经开始期待来自月背的土壤了呢。

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本片为科普中国·星空计划扶持作品

出品丨中国科协科普部

监制丨中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

作者丨甘戍冬 科普视频创作者

审核丨孙志斌 中国科学院国家空间科学中心研究员

责编丨王梦如

审校丨徐来 林林