国博展出的除了月壤，还有这些探月“好搭档”

嫦娥五号带回的“月壤”正在国家博物馆展出，这些月壤有何特殊？容器做了怎样地巧妙设计？还展出了哪些相关物品？记者带你去现场。

撰文/记者 何从 新媒体编辑/陈炫之

中国古人认为，在那皎洁月亮上的广寒宫中，嫦娥仙子怀抱玉兔，从高处眺望地球。不过，随着科技的进步，人们已经了解到，月球上只有一片冷清和荒凉。即便如此，大家对月球依旧有着强大的好奇心，排除万难也要步步向它靠近。现在中国人实现了真正的“嫦娥奔月”，甚至带回了月球“土特产”。

2004年，中国做出实施探月工程的重大战略决策，确立了绕月探测、落月探测和月球采样返回探测的三步走规划。17年来，中国探月工程成功完成6次发射任务。2020年12月17日，嫦娥五号返回舱安全着陆，带回了1731克月球样品，首次实现了我国地外天体采样返回。嫦娥五号取回的月球样本中，有100克入藏国家博物馆进行公开展览，让民众能够近距离观看月球土壤真实样本，引领广大观众深入了解，以探月工程为代表的中国科技创新重大成果。

此次展出包括月球样品001号在内的，探月工程相关科技实物40余件，辅以大量图片资料、动态图片和视频资料，系统回顾中国探月工程取得的辉煌成就，全面展示中国人民实现“上九天揽月”梦想的伟大奋斗历程。月球样品在国家博物馆展出后，未来还将赴全国各地巡展，届时全国各地民众，都可以近距离一睹月壤风采。

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装满100克月壤的“水晶尊”

展厅里，水晶容器中的月球样品在灯光下熠熠生辉。月壤容器材质为人造水晶，整体造型借鉴自国博馆藏的系列青铜“尊”造型，整体外部造型高38.44厘米，象征地球与月亮间的平均间距384400公里；整体外部造型宽22.89厘米，象征嫦娥五号自发射到返回的任务时长22.89天，从多维度展现了中国探月工程的辉煌成果。

100克月壤储存在容器中心部位的空心夹层球体造型之中，通过填满其中，得以呈现形似月球的造型。下部地球造型磨砂透光，其上中国地图造型透光突出，象征华夏大地对月亮的长久情意；容器内的“地球”与“月球”相隔9.9厘米，取意古人所描绘的“天有九霄”，寓意中国探月突破极限、跨越“九重”。

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嫦娥五号上升器、着陆器和轨道器1：1模型

本次展览展出了嫦娥五号探测器的1:1模型，分为上升器、着陆器和轨道器三部分。其中，上升器和着陆器连为一体。高6.2米，重量达到3.3吨，由2065个零件组装而成；轨道器长13.8米，重量约2吨，由1000个零件组装而成。

与嫦娥一号、二号、三号、四号相比，嫦娥五号探测器的技术跨度大、结构也更为复杂，它是由轨道器、着陆器、上升器、返回器4器组成。这4器每一个都是单独的个体，此外它们还能组合在一起，比如着陆器和上升器“抱”在一起，就组合成了“着上组合体”，而轨道器和返回器组合成“轨返组合体”，此外4器“串”在一起，就构成了一个完整的嫦娥五号探测器。

▲嫦娥五号探测器结构示意图

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嫦娥五号返回舱和降落伞原件

展览现场还展示了嫦娥五号的返回舱和降落伞的原件。嫦娥五号返回舱直径约1.3米，高约1.4米，重约0.26吨。是嫦娥五号探测器系统中，唯一回到地球的部分。2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。

嫦娥五号返回器采用球冠钟形体构型，顶部有两片稳定翼，确保返回器拥有唯一稳定配平点，即便遭遇动力失效或者姿态失稳等故障，也能自动恢复至预设姿态，飞回着陆场。此外，返回器还配置有12台RCS姿控发动机辅助配平，及时准确地调整控制质心，进而实现返回器的精确操控。

嫦娥五号返回舱的降落伞，挂起时高度约4米，材质为锦丝绸。降落伞分减速伞和主伞两级。为避免空气阻力撕破降落伞，在返回器降落过程中，减速伞会先打开，稳定降落姿态，为主伞创造良好的开伞条件。此后，减速伞分离时拉出主伞，使返回器以13米每秒甚至不大于13米每秒的速度安全降落。

降落伞对返回舱的着陆有着极大重要性，如果返回舱没有安装降落伞，与地面的撞击力度是没法承受的。经过特殊处理的降落伞材质不仅轻薄，而且经过了特殊的耐热处理。此外，降落伞并不是密不透风的一整块布，而是顶部中心开有孔洞，伞衣上也留有缝隙以保持稳定。

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嫦娥五号探测器取样装置

2020年12月2日22时，经过约19小时月面工作，嫦娥五号探测器利用取样装置，顺利完成月球表面自动采样，并已按预定形式，将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。嫦娥五号探测器采样任务采用表钻结合，多点采样的方式，设计了钻具钻取和机械臂表取两种“挖土”模式，共取得1731克月球样品。

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月球样品密封装置“保温杯”

如何将38万公里之外的月球土壤和岩石样品，在无人条件下进行“打包”，并保证样品在返回地球的过程中，不能有任何污染？利用的就是这3个像“保温杯”的，月球样品密封装置系统。该系统主要由主体框架、密封容器组件、盖体组件和开合机构组件组成，镂空的主体框架上分布着用于转移的棘齿和导向条，装置采用了钛合金和铝合金，来保证结构强度和刚度，同时最大限度地减轻了重量

月球样品密封装置经历了嫦娥五号的全任务流程，最终将采集到的月球样品，送到科研人员手中。在月面工作段，月球样品密封封装子系统，运行先预先设定好的指令，首先解除盖体锁定，将装置容器口完全敞开，方便钻取及表取的月球样品的承接，待所有样品装入容器后，将盖体锁紧的同时进行高真空密封。

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嫦娥五号任务月面展示国旗

嫦娥五号任务还携带了一面小小的、重量为12g的中国国旗，国旗由武汉纺织大学研制。针对月面高低温交变、真空及辐射等特殊环境要求，以国内高性能芳纶纤维材料为主，采用先进的嵌入式复合纺纱和面料加工技术，发明了国旗表面色彩构建，及耐紫外辐照等多项后整理技术，既能满足材质强度要求，又能满足染色性能要求，还能保证国旗卷起时，在正负150摄氏度温差环境下不会粘连在一起。

▲嫦娥五号在月表升国旗模拟画面

已有那么多月球样本，我们还采集干嘛？

此前，美国通过多次载人登月活动，带回约380千克月壤和月岩样品，苏联在20世纪70年代，分三次共取得约300克月壤样品。那么，我们还需要“大费周章”采样回来吗？答案是肯定的。因为对于月球研究来说，这些样品的多样性还不够。

“美国的月壤和月岩样品采自6个登月点，苏联的样品采自3个登月点，但月球的面积有3800万平方千米，相当于中国陆地面积的4倍，仅这几个点的样品是无法代表月球全貌的。”中科院国家天文台研究员郑永春说，此次嫦娥五号选取的采样点，距离美国“阿波罗”号的采样点和苏联的采样点非常远，有不一样的地质背景。

▲嫦娥五号在月球取样模拟画面

据悉，“阿波罗”号的采样点在月球赤道两侧中低纬度地区，被称为阿波罗带，苏联采样点在月球正面的东侧。而嫦娥五号的着陆点在月球正面的西北部，这里是月球最大的月海—风暴洋，此前人类的探测器从未在此着陆过。

此外，除了与之前的采样点相距遥远之外，嫦娥五号采样点的火山活动更为年轻，可以研究月球内部能量的衰竭，更加全面地了解月球地质演化历史。这也意味着，嫦娥五号月球样品很可能取得不一样的结果，有独特的科研价值。

▲月球土壤样本放大图片

与地球土壤富含微生物和有机养分不同，月壤不含任何有机养分，而且非常干燥，所以不能种菜...但是研究月壤样品，可以帮助我们认识月球目前的状态，进一步揭开月球的各种谜团。同时，月壤样品的研究也可以为后续月球科研站建设提供帮助，甚至对人类登月计划也有潜移默化的影响。而且在郑永春看来，月球样品的意义，并不仅仅在于科学研究。“能够取回月壤这件事本身，就是一个国家科技能力的最好体现。我们有近2000克样品，可充分用于研究、科普和教育工作。”

借助0.5克月壤开启探月工程

1978年，中美建交，时任美国总统卡特送给中国，一块1克重的月球岩石样品，国家决定将其一分为二，一半向公众展出，一半用于科研。中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远回忆说，当年把样品取回来后看到，这是一块装在有机玻璃里面的小石头，美国人在上面做了一个放大镜，用放大镜看像大拇指一样大，实际上只有黄豆大小。

▲北京天文馆藏0.5克月球样品

▲欧阳自远在进行科学实验研究

借助这一小块月壤，中国开启了向太阳系星辰大海的挺进。欧阳自远和科研团队通过4个多月研究，发表了14篇论文，把这0.5克样本的方方面面都研究透了。美国人对这些成果赞叹不已：“我们什么都没说，你全知道了。”如今，老一辈科学家的梦想，有一块中国自己采回来的月壤已经实现。未来中国的行星探测计划将向着月球、火星乃至更遥远的深空迈进。

▲本次展览展出的中国首辆火星车模型

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 | 科学加客户端

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