“嫦五”落月為何只擬獲取2公斤樣品帶回地球？

2020-12-02

12月1日23時11分，嫦娥五號探測器成功着陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選着陸區，並傳回着陸影像圖。

12月1日22時57分，嫦娥五號着陸器和上升器組合體從距離月面約15公里處開始實施動力下降，7500牛變推力發動機開機，逐步將探測器相對月球速度從約1.7 公里/秒降為零。期間，探測器進行快速姿態調整，逐漸接近月表。此後進行障礙自動檢測，選定着陸點後，開始避障下降和緩速垂直下降，平穩着陸於月球正面風暴洋的呂姆克山脈以北地區。

“嫦娥五號”之所以選擇在月球上最大的月海——風暴洋北部的呂姆克山脈附近降落並實施採樣，是因為科學家認為，這一區域比起之前美國和前蘇聯落月採樣的區域，從地質上來説，可能存在比較年輕的玄武岩，如果能獲得這裏新的樣本，將有助於推進對月球火山活動和演化歷史的認識。

根據任務計劃，“嫦娥五號”計劃在月球獲取2公斤左右的樣品並帶回地球。那麼這2公斤的重量是如何確定的呢？

嫦娥五號首次月球採樣擬獲2公斤樣品

我國通過嫦娥一號到嫦娥四號多次任務的技術積累，希望在嫦娥五號月球採樣任務中能夠達到公斤級的目標。而為了保證任務的成功，並結合火箭運載能力，採樣2公斤是一個較為合理的結果。

本文圖片均來自央視網

**國家航天局探月與航天工程中心副主任探月工程三期副總設計師裴照宇：**我們以兩公斤作為輸入去設計探測器，這個探測器就達到了8.2噸。如果我們要增加樣品的量，整個探測器很多指標都會增長，就會超過火箭的運載能力。

為了提高採樣的可靠性，增加樣品的多樣性，嫦娥五號任務將通過鑽取和表取兩種方式採集樣品。

**國家航天局探月與航天工程中心副主任探月工程三期副總設計師裴照宇：**比如説鑽取，初步考慮是0.5公斤，表取是1.5公斤，這是我們的設計安排。

裴照宇表示，嫦娥五號任務的主要目標是完成月球採樣並返回。當着陸器成功着陸月球表面後，要在有限時間裏完成地形勘察、鑽取和表取等多項工作。儘管設定了2公斤的採樣量，但這並不能作為最終衡量任務成敗的標準。

國家航天局探月與航天工程中心副主任探月工程三期副總設計師裴照宇：我們的目標是採樣返回，要採到樣品返回地球，這是我們的考核指標。這兩公斤是一個設計值，我們並不能把這兩公斤或多或少作為評判任務成功的一個硬指標。

兩種方式共同完成取樣任務

2公斤的樣品又該在着陸後用什麼方式採集呢？探月工程三期副總設計師裴照宇在介紹他們設計安排的數據時提到了兩個採集名詞，他説：“鑽取”初步考慮0.5公斤，“表取”1.5公斤，用這兩種方式共同來完成採樣任務。而這種設計是研製團隊為了提高這一次採樣的可靠性、以及樣品的豐富性而設計的。那麼什麼是鑽取和表取？

表取：在月球的表面無人自主採集樣品

首先來介紹一下表取，顧名思義，就是在月球的表面採集樣品。但與其他國家的月球樣品採集方式不同的是，我國的嫦娥五號任務將以無人自主的方式進行樣品採集。

航天科技集團五院嫦娥五號探測器主任設計師姜水清：從全球來講，它表取也是全球首次月面無人自主採樣一個任務。為了實現這個任務，我們實際上是設計了三個產品，有個四自由度採樣機械臂，然後末端又帶了兩種採樣器，一種是可以實現鏟挖，一種是可以實現淺鑽，來實現不同類型月壤的一個採集。

按照規劃，採樣機械臂將在着陸點周邊區域進行多次採樣工作。

**航天科技集團五院嫦娥五號探測器主任設計師姜水清：**它在整個着陸器的可達範圍內，它都可以採樣。假設咱們的着陸點不是那麼理想，如果是有一個大石頭，我採不動，我可以給它稍微換一個地方，稍微軟一點，我肯定就能保證能採到一定的樣品。

鑽取獲得月面以下的樣品與表取互為備份

據瞭解，在表取工作之前，會先進行鑽取，來獲得月面以下的樣品。兩種方式互為備份，不僅可以提高採樣的成功率和可靠性，同時也能夠獲得更為豐富的樣品種類，為後續科學家研究提供更多可靠的原始資料。

**航天科技集團五院嫦娥五號探測器主任設計師王國欣：**我又有鑽取又有表取，哪樣都能拿回來，就能夠互相來互補一下，我們目前具備的能力是作用到月面以下兩米，然後獲得這個月壤的樣品，它的特點是能夠鑽進去，然後月壤在裏邊它有一個層區分佈，這個是不破壞它的層區分佈的。

嫦娥五號探測器已經成功着陸在月球正面的預選着陸區。回顧“嫦五”落月的精彩瞬間。

欒恩傑：月面樣品採集完後還要“裝香腸”

用兩種採樣方式互相備份，來確保嫦娥五號能夠採集到科學家所需要的月球表面樣品。但僅僅採集到還不夠，就像我們長途快遞物品一樣，物品在交寄給快遞員之前，需要您先把它包裹好包裝好，以免途中破損遺漏。而“嫦娥五號”也有一個類似的過程，而且完全是由它獨立完成的，難度可想而知。探月工程首任總指揮欒恩傑在接受記者採訪時就表示，當嫦娥五號着陸器安全降落、開始樣品採集之後，對中國航天來説又有一次全新的嘗試，他的比喻是“裝香腸”。

**中國工程院院士國家航天局原局長探月工程首任總指揮欒恩傑：**着陸以後我就開始取樣了，我們一有個手去鏟，在外星球用機器手，我們中國頭一次做，我們月球的鑽取機構，這是我們國家頭一次設計，我形容成哈爾濱香腸。就在鑽的時候，它要把鑽取的芯、巖芯的部分要裝到一個包裹，這個包裹是一個長的，所以像個香腸一樣，要把它緊密地包裹好，封裝好。這些土壤不能在轉移到地球的時候被地球污染了，因為地球環境和月球環境是不一樣的，有些物質一定要在非常潔淨的環境下，保持住我們取得這樣這點東西。