11月24日清晨,嫦娥五号月球探测器搭乘长征五号运载火箭从海南文昌顺利升空;12月1日23时11分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区,并传回着陆影像图,成为我国第三个成功实施月面软着陆的探测器。成功着陆后,着陆器在地面控制下,将正式开始持续约2天的月面工作,采集月球样品。

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▲ 嫦娥五号探测器动力下降过程降落相机拍摄的图像 国家航天局供图

1日22时57分,嫦娥五号着陆器和上升器组合体从距离月面约15公里处开始实施动力下降,7500牛变推力发动机开机,逐步将探测器相对月球速度从约1.7 公里/秒降为零。期间,探测器进行快速姿态调整,逐渐接近月表。此后进行障碍自动检测,选定着陆点后,开始避障下降和缓速垂直下降,平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。

为了测量距离月面的高度更加精准,科研人员采用了伽马射线来进行月面测距,这是其他手段无法比拟的。

这是因为在距离月球30米左右时,着陆器上的反推发动机会对月球表面的月壤产生一定作用,激起月尘。在这种工作环境下,激光探测和雷达探测都会受到月尘的影响,测量精度无法满足着陆要求。

而伽马射线穿透力比较强,不会受到月尘影响,会直接打到月球表面,能精准探测着陆器距离月面的高度。

嫦娥五号的“挖宝套装”分别对应这两种取样方式:

用于“表取”的叫“机械取样臂”,它是一个非常灵活的机械臂,机械臂末端一头是小铲子,一头是一个八瓣的小爪子,它们可以做铲挖、浅钻、拾取这些动作。

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用于“钻取”的“岩心钻探机”,是一根长长的钻具,相当于两层套管,中间是空心的,随着钻具的下降,可以完整地钻取月面以下两米深度的月岩样品。

样品封装妥当后,会随着上升器升到月球上空,和空中的轨道器、返回器组合体交会对接,再把上升器中的样品转移到返回器的“肚子”里,最终由返回器带回地球。而这一次,嫦娥五号带回的月壤,会有一个非常重要的用途,那就是研究如何在月球上盖房子。

嫦娥五号的结构对,你没听错,我们就是要研究如何在月球上搞“房地产”。我国登月计划的最终目的,不仅要将中国人送上月球,还要在月球表面建立长期有人值守的月球站,就像科幻电影里展现的那样。月球站要有人长期值守,就必须在月球上盖房子,如果所有的材料都从地球上带上去,那成本将高得无法接受,因此,我们这次想通过嫦娥五号带回的样品,看看能不能利用月壤,直接在月球上制造混凝土,如果可以,那就彻底解决了建筑材料的问题。

利用3D打印技术和月壤,直接在月球上制造建筑材料

事实上,要想将月壤变成建筑材料,除了月壤的土质问题之外,还要解决粘合剂的问题,而研究表明,尿素可以起到增塑剂的作用,并且能够把月球表面的尘土等物质结合到一起。因此,科学家们还盯上了航天员的尿液,因为尿液中含有尿素,可以通过3D的打印机,将月壤和尿液结合,“打印”出砖块。欧洲科学家已经做过了这方面的试验,不知道我们会不会用嫦娥五号这次带回来的月壤,做相关的测试。

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左边那一坨,并非你想象中过的那一坨,而是用尿液和 土壤制造的建筑材料

科学家用尿液和土壤制造出来的砖块

当然,要在月球上建造一栋房子,仅靠航天员的尿液来粘合月壤是远远不够的,它还需要大量的水。好消息是这些年,我们已经发现在月球上大量存在水的证据,但是这些水主要分布在月球的两极,因此在嫦娥五号之后,我们还会发射一个嫦娥六号,降落在月球南极,看看那里是不是真的能够找到可以开发利用的液态水。

除了嫦娥五号,我们还会发射嫦娥六号

要在月球上盖房子,绝不是发射一个嫦娥五号和一个嫦娥六号就可以了的,它们只是做最基本的技术验证,此后,嫦娥七号和八号也将相继“出征”,其中嫦娥八号会在月面进行一些关键技术的试验,实地验证能否利用月球表面的土壤来制造“3D打印”的建筑材料。到那时候,我们在月球上建基地的事情才算是开启了序幕。

嫦娥八号会在月球上测试3D打印砖块

另外,这次嫦娥五号带回的土壤,除了测试能否变成建筑材料之外,我们还会对它进行矿物分析,以备将来在月球上采矿。美国人几十年前就登上了月球,但是随后却将这一“技能”荒废了,究其原因,是因为“政治的需求”无法长期驱动航天的发展,要想让载人登月变得持久,就必须让它产生经济利益,只有让经济驱动航天,人类才更有探索宇宙的劲头。所以嫦娥五号对到月球上去挖矿的研究,和研究如何在月球上盖房子一样重要。

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让经济利益驱动人类航天探索

嫦娥五号的发射成功只是一个开始,它首先将围绕地球飞行,积蓄能量,然后进入地月转移轨道、绕月轨道,再择机分离着陆器,在月球“风暴洋”地区着陆,机器人自动采集月壤之后,样品将搭载上升器飞回月球轨道,与轨道器交会对接,最后返回器重返地球,降落在内蒙古地区,整个过程不可能一蹴而就,因此让我们静静等待接下来的好消息吧。

未来我们会将月球改造成这样吗?

从月球环形山基地看地球