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1978年，前美國(guó)國(guó)家安全事務(wù)助理茲比格涅夫·布熱津斯基(Zbigniew Brzezinski)訪問(wèn)北京時(shí)，贈(zèng)送了中方一份特殊的禮物：1g封裝在樹(shù)脂玻璃中的月球土壤。當(dāng)時(shí)的中國(guó)，沒(méi)有幾個(gè)人知道該如何處理這些樣品，所以地球化學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)從西南偏遠(yuǎn)地區(qū)被召回，專門負(fù)責(zé)研究這一樣品。憑借有限的儀器和技術(shù)條件，他的團(tuán)隊(duì)研究了一半的樣品，并推測(cè)出這些樣品來(lái)自阿波羅17號(hào)——人類的最后一次登月任務(wù)。

直到20世紀(jì)90年代，中國(guó)才開(kāi)始規(guī)劃自己的探月計(jì)劃。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)和同事們繪制了宏偉的月球計(jì)劃藍(lán)圖，并以中國(guó)神話中的月宮仙女“嫦娥”為其命名。他們?cè)O(shè)想了一系列無(wú)人計(jì)劃以及最終的載人計(jì)劃，其中前三次無(wú)人計(jì)劃已在2007年，2010年和2013年圓滿完成。近期，中國(guó)探月計(jì)劃無(wú)人部分進(jìn)入最后階段，該階段包括兩個(gè)任務(wù)：在11月，“嫦娥5號(hào)”將會(huì)帶回2kg月球土壤，而在2018年底，“嫦娥4號(hào)”將完成人類歷史首次在月球遠(yuǎn)地面的著落。

嫦娥5號(hào)的任務(wù)預(yù)計(jì)持續(xù)數(shù)日，航天器將在月球表面一個(gè)尚未確認(rèn)的地點(diǎn)停留數(shù)小時(shí)。嫦娥5號(hào)將鉆探月球土壤并用一個(gè)2米長(zhǎng)的管子收集土壤樣品，這一管子可以裝入返回艙。“阿波羅計(jì)劃和（前蘇聯(lián)）月球計(jì)劃一共到達(dá)過(guò)月球上的九個(gè)位置，這九個(gè)位置都在月球這面靠近赤道的區(qū)域，”倫敦大學(xué)伯貝克學(xué)院的月球探測(cè)專家伊恩·克勞福德（Ian Crawford）說(shuō)?！皬脑虑虻钠渌麉^(qū)域采集樣本十分重要，嫦娥5號(hào)可能會(huì)做出巨大的貢獻(xiàn)?！笨藙诟５卵a(bǔ)充說(shuō)，如果嫦娥5號(hào)像報(bào)道的一樣選擇在風(fēng)暴洋（Oceanus Procellarum）的西北部著落，這將是一個(gè)理想的位置，因?yàn)槟莻€(gè)區(qū)域有源于各個(gè)時(shí)期的玄武巖，將有助于更好地了解月球地幔演變的過(guò)程。

此外，美國(guó)圣母大學(xué)對(duì)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(shuō)。

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)告訴《物理世界》，返回的全部樣品將首先由通過(guò)提案申請(qǐng)的中國(guó)科研人員研究。而國(guó)外的申請(qǐng)者將在一年后被邀請(qǐng)參與研究。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)補(bǔ)充說(shuō)，很多土壤樣品將會(huì)被保存在北京的中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)（NAOC）。

由于潮汐鎖定，月球朝向地球的永遠(yuǎn)是相同的近地面，遠(yuǎn)地面始終是不可見(jiàn)的。研究表明，月球遠(yuǎn)地面是一個(gè)完全不同的世界，在地質(zhì)學(xué)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(guó)宇航局（NASA）和歐洲太空總署都研究過(guò)遠(yuǎn)地面任務(wù)的可行性，中國(guó)卻將可能成為首個(gè)真正到達(dá)月球遠(yuǎn)地面的國(guó)家。

嫦娥4號(hào)原本只是作為嫦娥3號(hào)登月任務(wù)的一個(gè)后備方案，但在嫦娥3號(hào)任務(wù)取得成功后又被重新提出并確定登陸月球遠(yuǎn)地面。該任務(wù)預(yù)計(jì)在2018年下半年發(fā)射。在此之前，中國(guó)將在2018年中發(fā)射一枚中繼衛(wèi)星到地月拉格朗日L2點(diǎn)，以幫助嫦娥4號(hào)與地球之間的通訊。嫦娥4號(hào)將會(huì)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(jī)和探測(cè)雷達(dá)，還有低頻無(wú)線電天線。月球遠(yuǎn)地面被認(rèn)為是最好的測(cè)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(dòng)力學(xué)，使科學(xué)家可以窺見(jiàn)從大爆炸到第一顆恒星誕生之間的“宇宙黑暗時(shí)代”時(shí)期的信息。

科學(xué)家還將通過(guò)嫦娥4號(hào)在中繼衛(wèi)星和兩顆繞月球運(yùn)行的微衛(wèi)星上設(shè)立無(wú)線電天線，并制造一個(gè)無(wú)線電干涉儀?！斑@很困難，但如果能成功，我們就為未來(lái)在月球表面或附近設(shè)立大型無(wú)線電設(shè)施鋪平了道路?！眮?lái)自荷蘭奈梅亨市拉德保德大學(xué)（Radboud University）的馬克·克萊因·沃特（Marc Klein Wolt ）說(shuō)，他是中繼衛(wèi)星天線研發(fā)的負(fù)責(zé)人。

參與兩顆繞月微衛(wèi)星研究的中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)學(xué)者陳學(xué)雷也強(qiáng)調(diào)了這部分任務(wù)的不確定性。“我們大致知道在這個(gè)波段要觀測(cè)什么，但老實(shí)說(shuō)，因?yàn)閺膩?lái)沒(méi)有人這樣做過(guò)，所以我們也不確定會(huì)看到些什么?！标悓W(xué)雷告訴《物理世界》。他還說(shuō)，主要的技術(shù)挑戰(zhàn)是降低衛(wèi)星和著陸器的無(wú)線電噪聲。如果無(wú)法降低噪聲，可能會(huì)“嚴(yán)重影響”收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

嫦娥4號(hào)也將是中國(guó)首次引入國(guó)際合作的探月項(xiàng)目，將帶有四個(gè)國(guó)外制造的負(fù)載?！皣?guó)際合作很重要，也值得鼓勵(lì)。”負(fù)責(zé)嫦娥4號(hào)科學(xué)有效負(fù)荷的副總工程師，來(lái)自國(guó)家空間科學(xué)中心的王赤說(shuō)，“這將有助于澄清外界關(guān)于中國(guó)探月目的的一些誤解，也可以更有效地推動(dòng)中國(guó)探月科學(xué)進(jìn)步?！?/p>

中國(guó)關(guān)于月球研究的努力，并不會(huì)止于嫦娥4號(hào)。2018年之后的計(jì)劃還包括：遠(yuǎn)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(zhǎng)期無(wú)人研究設(shè)施的月球科學(xué)站?！拔掖_定中國(guó)探月計(jì)劃中受益最大的將會(huì)是科學(xué)，”克勞福德說(shuō)。

米歇爾·布蘭克（Michel Blanc）是法國(guó)圖盧茲天體物理學(xué)與行星學(xué)研究中心（Research Institute in Astrophysics and Planetology）的天文學(xué)家，同時(shí)也是北京國(guó)際空間科學(xué)研究院執(zhí)行主席。他說(shuō)，中國(guó)正成為月球探索的主力軍。“當(dāng)時(shí)機(jī)成熟，中國(guó)將通過(guò)開(kāi)放的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)選擇科學(xué)負(fù)載，那時(shí)，中國(guó)將可以在設(shè)計(jì)最完善的空間任務(wù)中開(kāi)展最好的科學(xué)研究，這將是很多國(guó)家羨慕的一個(gè)位置，世界上空間技術(shù)最先進(jìn)的幾個(gè)國(guó)家才能做到的關(guān)鍵特征。”

在中國(guó)的月球計(jì)劃緊鑼密鼓進(jìn)行的同時(shí)，科學(xué)家已經(jīng)制定同樣雄心勃勃的火星計(jì)劃。雖然這項(xiàng)計(jì)劃尚未得到政府的批準(zhǔn)，火星計(jì)劃的第一次任務(wù)將可能在2020年啟動(dòng)，包括一個(gè)顆衛(wèi)星，一個(gè)著陸器和一臺(tái)探測(cè)車，并涉及到與瑞士和奧地利兩國(guó)的合作?！拔覀冋谘兄圃蜋C(jī)。”王赤補(bǔ)充說(shuō)。第二次探測(cè)預(yù)計(jì)在2030年之前進(jìn)行，將從火星帶回樣本。