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1978年，前美國國家安全事務(wù)助理茲比格涅夫·布熱津斯基(Zbigniew Brzezinski)訪問北京時，贈送了中方一份特殊的禮物：1g封裝在樹脂玻璃中的月球土壤。當時的中國，沒有幾個人知道該如何處理這些樣品，所以地球化學家歐陽自遠從西南偏遠地區(qū)被召回，專門負責研究這一樣品。憑借有限的儀器和技術(shù)條件，他的團隊研究了一半的樣品，并推測出這些樣品來自阿波羅17號——人類的最后一次登月任務(wù)。
直到20世紀90年代，中國才開始規(guī)劃自己的探月計劃。歐陽自遠和同事們繪制了宏偉的月球計劃藍圖，并以中國神話中的月宮仙女“嫦娥”為其命名。他們設(shè)想了一系列無人計劃以及最終的載人計劃，其中前三次無人計劃已在2007年，2010年和2013年圓滿完成。近期，中國探月計劃無人部分進入最后階段，該階段包括兩個任務(wù)：在11月，“嫦娥5號”將會帶回2kg月球土壤，而在2018年底，“嫦娥4號”將完成人類歷史首次在月球遠地面的著落。
一個巨大的貢獻
嫦娥5號的任務(wù)預(yù)計持續(xù)數(shù)日，航天器將在月球表面一個尚未確認的地點停留數(shù)小時。嫦娥5號將鉆探月球土壤并用一個2米長的管子收集土壤樣品，這一管子可以裝入返回艙。“阿波羅計劃和（前蘇聯(lián)）月球計劃一共到達過月球上的九個位置，這九個位置都在月球這面靠近赤道的區(qū)域，”倫敦大學伯貝克學院的月球探測專家伊恩·克勞福德（Ian Crawford）說?！皬脑虑虻钠渌麉^(qū)域采集樣本十分重要，嫦娥5號可能會做出巨大的貢獻?！笨藙诟５卵a充說，如果嫦娥5號像報道的一樣選擇在風暴洋（Oceanus Procellarum）的西北部著落，這將是一個理想的位置，因為那個區(qū)域有源于各個時期的玄武巖，將有助于更好地了解月球地幔演變的過程。
此外，美國圣母大學對月球火山物質(zhì)的研究前景非常興奮，而月球火山物質(zhì)目前尚未被研究?！斑@些樣品可以幫助我們了解二十億年前月球火山噴發(fā)的原因，并厘清月球地幔的資源成分和月球的熱演化史?！笨藙诟５抡f。
歐陽自遠告訴《物理世界》，返回的全部樣品將首先由通過提案申請的中國科研人員研究。而國外的申請者將在一年后被邀請參與研究。歐陽自遠補充說，很多土壤樣品將會被保存在北京的中國國家天文臺（NAOC）。
月球遠地面
由于潮汐鎖定，月球朝向地球的永遠是相同的近地面，遠地面始終是不可見的。研究表明，月球遠地面是一個完全不同的世界，在地質(zhì)學上更加古老，而且以高地為主，與近地面普遍的平原地貌截然不同。盡管美國宇航局（NASA）和歐洲太空總署都研究過遠地面任務(wù)的可行性，中國卻將可能成為首個真正到達月球遠地面的國家。
嫦娥4號原本只是作為嫦娥3號登月任務(wù)的一個后備方案，但在嫦娥3號任務(wù)取得成功后又被重新提出并確定登陸月球遠地面。該任務(wù)預(yù)計在2018年下半年發(fā)射。在此之前，中國將在2018年中發(fā)射一枚中繼衛(wèi)星到地月拉格朗日L2點，以幫助嫦娥4號與地球之間的通訊。嫦娥4號將會降落在月球南極-艾特肯盆地（South Pole-Aitken Basin）區(qū)域，那里是月球上最大，也有可能是最古老的隕石坑。這次任務(wù)不只使用地形照相機和探測雷達，還有低頻無線電天線。月球遠地面被認為是最好的測量氫原子21厘米輻射的地方。21厘米輻射可用于研究星系的質(zhì)量和動力學，使科學家可以窺見從大爆炸到第一顆恒星誕生之間的“宇宙黑暗時代”時期的信息。
科學家還將通過嫦娥4號在中繼衛(wèi)星和兩顆繞月球運行的微衛(wèi)星上設(shè)立無線電天線，并制造一個無線電干涉儀。“這很困難，但如果能成功，我們就為未來在月球表面或附近設(shè)立大型無線電設(shè)施鋪平了道路?！眮碜院商m奈梅亨市拉德保德大學（Radboud University）的馬克·克萊因·沃特（Marc Klein Wolt ）說，他是中繼衛(wèi)星天線研發(fā)的負責人。
參與兩顆繞月微衛(wèi)星研究的中國國家天文臺學者陳學雷也強調(diào)了這部分任務(wù)的不確定性?！拔覀兇笾轮涝谶@個波段要觀測什么，但老實說，因為從來沒有人這樣做過，所以我們也不確定會看到些什么?！标悓W雷告訴《物理世界》。他還說，主要的技術(shù)挑戰(zhàn)是降低衛(wèi)星和著陸器的無線電噪聲。如果無法降低噪聲，可能會“嚴重影響”收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
嫦娥4號也將是中國首次引入國際合作的探月項目，將帶有四個國外制造的負載?！皣H合作很重要，也值得鼓勵?！必撠熸隙?號科學有效負荷的副總工程師，來自國家空間科學中心的王赤說，“這將有助于澄清外界關(guān)于中國探月目的的一些誤解，也可以更有效地推動中國探月科學進步?！?/p>
月球之外
中國關(guān)于月球研究的努力，并不會止于嫦娥4號。2018年之后的計劃還包括：遠地面的樣品采集，前往月球兩極尋找水，以及在2020-2030年建立包括長期無人研究設(shè)施的月球科學站。“我確定中國探月計劃中受益最大的將會是科學，”克勞福德說。
米歇爾·布蘭克（Michel Blanc）是法國圖盧茲天體物理學與行星學研究中心（Research Institute in Astrophysics and Planetology）的天文學家，同時也是北京國際空間科學研究院執(zhí)行主席。他說，中國正成為月球探索的主力軍?！爱敃r機成熟，中國將通過開放的國際競爭選擇科學負載，那時，中國將可以在設(shè)計最完善的空間任務(wù)中開展最好的科學研究，這將是很多國家羨慕的一個位置，世界上空間技術(shù)最先進的幾個國家才能做到的關(guān)鍵特征?！?/p>
火星在召喚
在中國的月球計劃緊鑼密鼓進行的同時，科學家已經(jīng)制定同樣雄心勃勃的火星計劃。雖然這項計劃尚未得到政府的批準，火星計劃的第一次任務(wù)將可能在2020年啟動，包括一個顆衛(wèi)星，一個著陸器和一臺探測車，并涉及到與瑞士和奧地利兩國的合作。“我們正在研制原型機?！蓖醭嘌a充說。第二次探測預(yù)計在2030年之前進行，將從火星帶回樣本。
