不远万里，为啥要到月球上挖土？
“挖土”本身就是一件突破，实现了多个首次。
图 1 嫦娥五号
1）实现中国首次月球无人采样返回，嫦娥五号提取样品是1976年苏联成功完成“月球24号”无人探测任务以来的首次采集月球样品尝试。
2）首次设备自动采集月壤超过2kg，超过前苏联设备自动采样170g，10倍有余，成功带回后，我国月壤存储量也跃居世界第二位，具体数据如表1所示。
表 1中美苏月壤采集统计
3）首次在月球正面风暴洋北部的吕姆克山（Mons Rümker）一带采集样品，如图2所示。此处是月球最大的月海“风暴洋”，也是人类从未探索过的区域。
4）首次突破对月球采样的相关性技术，完成第一次进行实施，为我国探月工程又一里程碑。
……
多个首次，让中国探月工程攀上了一个新的高峰。如果非要言明这两公斤“月壤”的价值—无价之宝。
图 2 嫦娥五号、阿波罗和luna采样分布点
另外，不要以为采集“月壤”，就是拿着小铲子铲到容器里面，就结束了，没那么简单。有一组数据，来看看“月壤”采集，如何实现的？
19个小时提前完成月球表面样本采集，并封存在储存装置中，火神山医院第一栋楼完成，中国速度仅用16小时，可想而知“月壤”采集工程何等难度。
两种采样方式，表取采样的机械臂非常抢眼，臂杆长3.7米，由数十个关节组成，采样范围在120度七八个平米，表取重量约为1.5公斤。浅表钻取，可以360 度无死角可视化操作，钻取样本约为0.5公斤。
超过100℃高温，嫦娥五号耐受太阳直射下超过130℃的高温，以及比地球上大得多的辐射，还要承担真空环境下难以散热而带来的性能衰减，克服测控、光照、电源等方面的条件约束，在极端条件下完成采样工作。
嫦娥五号“金钢钻”，嫦娥五号不能移动，落到哪就得在哪钻，针对钻取任务，航天科技集团五院529厂研制团队开展了上千次地面钻取试验，实现了钻取子系统“回转”“冲击”和“回转+冲击”三种模式，以及不同参数的自由切换，以适应多种月壤工况。
表取的初级封装装置并非仅仅是一个容器，里面还有很复杂的传动机构。该装置虽然只有2个电机，但可以完成22个复杂动作。
因此嫦娥五号的“挖土”工作，可以称之为“惊险19小时”，但科研人员的努力得到了回报，嫦娥五号在完成采样工作后，按时起飞。 月壤有何不同之处，引天下英雄聚焦于此1）历史“最年轻”月壤
本次月壤不同于美苏两国的，美国《国家地理》杂志文章写道，嫦娥五号收集最“年轻”的月壤，将帮助科学家探索月球历史的奥秘。吕姆克山周围有着非常年轻的月海玄武岩覆盖区域，因此嫦娥五号可能采集到形成于10-20亿年前的年轻样品——这将填补月球地质定年和年代划分上最大的一块空白。
2）纯净的“月壤”与被污染的“月球陨石”
在人类无法踏上月球时，人类对于“月壤”的研究多来源于“月球陨石”，月球陨石是遭受小行星撞击从月球飞溅出来并陨落到地球上的岩石，月球陨石虽然是月球的岩石，但是经过空间运动，已经被污染，很多信息无法准确探究，因此纯净的“月壤”能够为科研分析提供更加准确的信息，在嫦娥五号采返回来之前，我国纯净“月壤”含量仅为1g，这一克月壤是由美国在1978年中美建交送给我国的，其中0.5克放在了北京，另外的0.5克被用来研究，可想而知纯净“月壤”科研价值多么重要。
3）“月壤”是化石记录
就如图地球的岩石一样，通过分析”月壤”我们能够了解岩石的形成原因，分析“月壤”的化学物质，找寻生物存在的痕迹，以及对这些月球样品的放射性定年，也让我们真正确定了月球上一部分区域的绝对年龄。
4）“月壤”的利用
月壤中富含稀有气体，特别是氦-3（3He）是月球重要的核燃料资源。根据专家保守地估算，月壤中3He的资源总量为约100万～500万吨。3He是一种可长期使用的、清洁、安全和高效的核聚变发电的的燃料。与氘-氚（D-T）聚变反应释放中子相比较，由于氘-氚（D-3He）聚变反应释放出质子，其反应所需防护的设施、材料和环保条件较D-T反应简便、廉价。我们只需简单地计算一下，就可知道这500万吨3He的真正价值。例如，建设一个500mw的D-sup>3He核聚变发电站，每年消耗3He仅50kg；1987年美国的发电总量若用D-3He核聚变反应发电，每年只需消耗25吨的3He，1992年中国若用D-3He核聚变反应发电，每年只需3He消耗约8吨。从这些简单的例子中可以看出，开发利用月壤中的3He，将为人类提供一种可长期使用的、清洁、安全和高效的核聚变发电的燃料。
千里之行始于足下，九层之台起于垒土，中国对于“月壤”研究的新开端就是从嫦娥五号“挖土”开始的，因此我国数十年心血，不远万里之遥，去月球挖土意义非凡。
（作者单位：广东工贸职业技术学院）