嫦娥五號于2020年12月1日23時(shí)許成功著(zhù)陸月面，圖為其著(zhù)陸月球后的模擬圖。國家航天局供圖

■本報記者 甘曉 見(jiàn)習記者 劉如楠

近日，嫦娥五號任務(wù)月球樣品抵達中國科學(xué)院國家天文臺，正式“入駐”月球樣品實(shí)驗室。至此，嫦娥五號任務(wù)由工程實(shí)施階段正式轉入科學(xué)研究新階段，為我國首次地外天體樣品儲存、分析和研究工作拉開(kāi)序幕。

自2007年嫦娥一號任務(wù)實(shí)施以來(lái)，我國探月工程按照“繞”“落”“回”三步走的計劃砥礪前行。

作為“科技國家隊”，中國科學(xué)院是我國探月工程的倡導者、推動(dòng)者，也是重要的參研部門(mén)之一。櫛風(fēng)沐雨二十余載，中國科學(xué)院的“嫦娥”人不僅為探月提出了明確的科學(xué)目標，也為實(shí)現工程目標提供科技支撐，書(shū)寫(xiě)出史詩(shī)般的“嫦娥”故事。

從發(fā)起到實(shí)施：瞄準國家需求

“九天攬月星河闊，十六春秋繞落回?！?004年，我國首次繞月探測工程正式立項，并被命名為“嫦娥工程”。這是我國探月工程的第一個(gè)里程碑。

中國探月工程首任首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士歐陽(yáng)自遠等專(zhuān)家已經(jīng)為此努力了多年。1994年，經(jīng)過(guò)對國際月球探測長(cháng)達35年的追蹤，歐陽(yáng)自遠等專(zhuān)家結合我國國情，共同完成了我國第一份完整的月球探測可行性報告，提出開(kāi)展月球探測發(fā)展階段設想、第一階段月球探測的科學(xué)目標和第一顆月球衛星的設想方案。

這份方案很快得到國家層面的重視。1998年，在國家“863”計劃支持下，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所和國家空間科學(xué)中心共同完成我國月球探測發(fā)展戰略的研究項目，提出開(kāi)展我國月球探測發(fā)展規劃的初步設想。

在此基礎上，中國科學(xué)院?jiǎn)?dòng)知識創(chuàng )新工程重要方向項目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)創(chuàng )新重要方向項目），開(kāi)展“我國月球資源探測衛星科學(xué)目標研究”，參加單位包括中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所、國家天文臺、國家空間科學(xué)中心、西安光學(xué)精密機械研究所、上海天文臺等。

2001年，中國科學(xué)院根據自身有效載荷研制技術(shù)的水平與現狀，再次啟動(dòng)創(chuàng )新重要方向項目——“月球探測關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)研究”。

“從開(kāi)始論證探月工程時(shí)，我們就很注重其科學(xué)性，注重科學(xué)與技術(shù)并用。因此，每一次任務(wù)都會(huì )提出兩組目標：工程目標和科學(xué)目標?！?013年嫦娥三號發(fā)射時(shí)，歐陽(yáng)自遠接受《中國科學(xué)報》采訪(fǎng)時(shí)曾說(shuō)。

以科學(xué)目標牽引整個(gè)工程，已成為探月工程的一項傳統。正在進(jìn)行的嫦娥五號任務(wù)中，中國科學(xué)院牽頭論證提出了嫦娥五號的兩大科學(xué)目標，包括開(kāi)展著(zhù)陸點(diǎn)區域形貌探測和地質(zhì)背景勘察，獲取與月球樣品相關(guān)的現場(chǎng)分析數據，建立現場(chǎng)探測數據與實(shí)驗室分析數據之間的聯(lián)系；對月球樣品進(jìn)行系統、長(cháng)期的實(shí)驗室研究，分析月壤的結構、物理特性、物質(zhì)組成，深化月球成因和演化歷史的研究等。

從繞月到著(zhù)陸：舉全院之力提供支撐

科學(xué)目標也依賴(lài)著(zhù)工程技術(shù)手段。探月工程實(shí)施以來(lái)，中國科學(xué)院各研究所和衷共濟，為地面應用系統、有效載荷、工程配套載荷和關(guān)重件的研制和運行提供了全方位、強有力的技術(shù)保障。

中國科學(xué)院國家天文臺承擔的地面應用系統是“嫦娥”的“大本營(yíng)”，肩負制訂科學(xué)探測計劃和有效載荷運行計劃的任務(wù)。在嫦娥一號、二號任務(wù)中，地面應用系統分為有效載荷運行管理、探測數據接收、數據預處理、數據管理、科學(xué)應用與研究等5個(gè)分系統進(jìn)行工作。嫦娥三號任務(wù)新增了遙科學(xué)探測、通信與網(wǎng)絡(luò )2個(gè)分系統，并新建了遙科學(xué)探測實(shí)驗室。

在有效載荷的研制中，中國科學(xué)院也是當之無(wú)愧的主力隊員。例如，嫦娥三號的8個(gè)有效載荷中有7個(gè)都由該院相關(guān)院所研制：國家天文臺研制的月基光學(xué)望遠鏡，開(kāi)創(chuàng )了國際上首次在月面開(kāi)展天文研究的新領(lǐng)域；長(cháng)春光學(xué)精密機械與物理研究所研制的極紫外相機，首次實(shí)現了國際上在月面對地球等離子體層進(jìn)行觀(guān)測；原電子學(xué)研究所（現為空天信息創(chuàng )新研究院）研制的測月雷達，集合其他成果在國際上首次建立集形貌、成分、結構于一體的綜合性觀(guān)測剖面……

嫦娥五號任務(wù)中，科研人員在嫦娥四號有效載荷基礎上升級了能“看”透次表層的“月壤結構探測儀”、類(lèi)似“人眼”的全景相機、多種關(guān)鍵材料……為嫦娥五號的探測取樣保駕護航。

此外，由中國科學(xué)院上海天文臺牽頭的甚長(cháng)基線(xiàn)干涉測量（VLBI）測軌分系統多次完成衛星測定軌任務(wù)。對“嫦娥”來(lái)說(shuō)，VLBI測軌分系統就像“高精度定軌的刻度尺”或“高精度定位的游標卡尺”，使其知道飛行位置、后續飛行線(xiàn)路；著(zhù)陸之后，它還能精確標記出每一次轉身和前進(jìn)的步伐，為“嫦娥”提供導航信息。

從探測到研究：瞄準未來(lái)科學(xué)前沿

從13年前的繞月“遠觀(guān)”到“近距離接觸”，再到采樣返回，中國科學(xué)院對嫦娥工程的貢獻很多，但始終不忘初心。

“中國為什么要探月”“探月有什么用”……自從提出中國月球探測計劃時(shí)，歐陽(yáng)自遠就開(kāi)始面對這樣的問(wèn)題?！霸虑蚩梢宰屛覀兞私庹麄€(gè)太陽(yáng)系的天體，如果認真解剖它就可以推演到其他天體，是一個(gè)很重要的基礎?！?019年，歐陽(yáng)自遠在回顧中國探月工程和深空探測走過(guò)的不凡之路時(shí)又一次強調探月的科學(xué)意義。

前4次的探月，科學(xué)家們已經(jīng)收獲頗豐。嫦娥一號獲得我國首次月球探測工程的第一幅月面圖像；嫦娥二號獲得7米分辨率全月球影像圖，并在距地球約700萬(wàn)公里遠的深空與圖塔蒂斯小行星交會(huì )，獲取小行星高清晰圖像——嫦娥一號、二號取得的多項成果為探月工程取得“開(kāi)門(mén)紅”。

之后，嫦娥三號、四號揭開(kāi)了月球上越來(lái)越多的“隱秘角落”。依靠嫦娥三號的探測數據，研究者解釋了行星演化歷史，為月表地質(zhì)單元地質(zhì)年齡的判定等科學(xué)問(wèn)題的研究提供了重要信息；獲得了探測點(diǎn)的精確物質(zhì)成分信息，并發(fā)現了一種新的巖石類(lèi)型，其具有極高鐵、高鈣、中鈦、貧硅等特性。這些研究發(fā)表了多篇高水平論文。

特別是2019年嫦娥四號任務(wù)實(shí)施后不久，中國科學(xué)院國家天文臺研究員李春來(lái)帶領(lǐng)的團隊先后在《科學(xué)進(jìn)展》《自然》上發(fā)表論文，利用測月雷達及就位光譜探測數據，揭示了月球背面著(zhù)陸區域地下40米深度內的地質(zhì)分層結構，證明了月球背面南極—艾特肯盆地存在以橄欖石和低鈣輝石為主的深部物質(zhì)，對了解撞擊過(guò)程對月表的改造及解答有關(guān)月幔物質(zhì)組成的問(wèn)題具有重要意義。

如今，在由中國科學(xué)院國家天文臺建設的國家首個(gè)“月球樣品實(shí)驗室”中，科研人員正在解封和處理嫦娥五號任務(wù)月球樣品。為避免月球樣品受到地球大氣、水等環(huán)境污染，實(shí)驗室已具備“地外樣品”存儲、處理和分析的能力?？茖W(xué)家期待，借助這些最年輕的月球返回樣品，在月球火山活動(dòng)和演化歷史研究等方面取得原創(chuàng )性科學(xué)成果。

“俱懷逸興壯思飛，欲上青天攬明月?！敝袊茖W(xué)院人的“嫦娥”故事仍在繼續，飛天逐夢(mèng)的路途上，他們步履鏗鏘、矢志不渝。