月球“挖土”简史
■耿国虎 王钰凯
嫦娥五号探测器成功着陆月球后，即将进行月壤取样。不久之后，嫦娥五号将带着约2公斤的月球“土特产”返回地球。
那么，这些从月球挖来的土，到底有什么用？
据悉，月球土壤是月球岩石经过数十亿年的空间风化后形成的，包含不同种类的碎屑、火山玻璃、角砾岩，以及太阳风注入的不同粒子等。
科学家可以通过研究月球土壤的组成部分，来获得原始月球的物质组成、外来物质、形成时间等重要信息。此外，月球土壤还可以帮助了解早期太阳活动情况，从而为了解地球早期经历的地质过程提供参考。
想要取得这些宝贵的土壤并不容易。即使在今天，月球采样的方式也大多为“载人登月采样”和“无人采样”两种方式。
在载人登月采样方面，目前全世界仅有美国成功实现。1969年7月至1972年12月，美国通过阿波罗11号到阿波罗17号载人飞船实施了7次载人登月任务。除阿波罗13号因发生故障中途返回，其余6艘飞船一共将12名航天员送上月球，总共采集2415块月球标本，总计381.7千克。
在无人月球采样返回探测上，苏联是开路先锋。1970年9月至1976年8月，苏联先后发射月球16号、月球20号和月球24号无人月球探测器，开展3次月球采样返回任务，一共带回月球土壤样品326克。
这些月球样本的形成时间几乎都早于30亿年前。如果用它们重建月球的地质演化史，自然有些片面；并且，这些样本的取样地点类型也较为单一，我们需要来自不同地域、类型的样本来获取更多关于月球的信息。
美国《科学新闻》一篇文章指出：“从月球另一区域获取样本，将彻底改变我们对月球和太阳系的理解，就像当年‘阿波罗计划’采集的样本一样。”
嫦娥五号着陆地点在月球风暴洋东北部吕姆克山脉以北地区。该区域的岩石和土壤的历史“更年轻”。
月球土壤从表面到深部，其物质组成、粒度等性质有很大差异，不同深度的月球土壤记录的信息也有差异。为此，嫦娥五号采用了钻探采样的方式，并配备了地外天体样本抓取机构。
嫦娥五号探测器的钻取采样系统由岩心钻探机和机械取样器组成，动力由太阳翼发电产生。
岩心钻探机可以钻取月面下2米深度的月岩样本。
机械取样器则由四自由度机械臂与末端采样器组成，可实现大范围多样化采样。机械臂末端位置安装有近距摄像头，稍远处还有一部远距广角摄像头。末端采样器中，铲挖式采样器与浅钻式采样器相互配合，能执行铲、挖、浅钻、拾取等多种形式的样本采集。
如果一切顺利，这将是44年之后，人类再一次将月球样本带回地球。中国将创造月球“挖土”新历史。
