嫦娥六号揭秘月球背面秘密

嫦娥六号揭秘月球背面秘密

北京时间6月25日下午2：07，嫦娥六号（Chang’e-6）航天器携带着从月球背面采集的首批样本返回地球。这项由中国国家航天局（CNSA）主导的任务能够帮助科学家们理解月球正面和背面的地质，撞击历史和演变过程之间的巨大差异。

“嫦娥六号（Chang’e-6）任务在人类月球探测史上具有重要的里程碑意义，并将有助于更全面地了解月球的演变过程。”中国科学院地质与地球物理研究所的地球化学家Wei Yang，在接受新华社采访时表示。

嫦娥六号（Chang’e-6）于2024年5月3日从中国文昌发射升空。一个着陆器和小型探测器于6月1日在月球背面的南极-艾特肯（SPA）盆地成功着陆。由于月球是潮汐锁定的天体，其背面无法从地球上被看到，因此也导致航天器更难抵达那里。

着陆器的钻头和铲子收集了月球地下和表面的样本并将其放入上升器中。随后，上升器从月球表面发射，与等待中的轨道器对接，并将样本收集容器转移至大气返回器。该返回器于6月21日开始返回地球。

嫦娥六号（Chang’e-6）于6月1日在月球南极-艾特肯盆地成功着陆，此图片由着陆器所拍摄。图片来源：Chinese National Space Agency/Chinese Academy of Sciences

此次任务的设计与嫦娥五号（Chang’e-5）任务完全相同——实际上，它最初是作为该任务的备用航天器建造的。嫦娥五号（Chang’e-5）在2020年成功采集了来自月球正面的样本并返回地球。该任务采集了超过1.7千克（3.7榜）的月球材料，包括约1米（3.2英尺）深的月球岩芯。

中国国家航天局（CNSA）宣布，嫦娥六号（Chang’e-6）采集了约2公斤的钻取和铲取材料。如果该机构采取与月球正面的样本相同的程序，那么小部分月球背面的样本将可能会对来自国际的科学家们开放。

月球的南极地区因其水和矿产资源，是一个重要的探测目标。嫦娥六号（Chang’e-6）的样本和岩芯可能会揭示这些资源的分布和可利用程度。

“是什么地质活动导致了月球正背两面之间的差异？”

嫦娥六号（Chang’e-6）着陆在阿波罗盆地的南部月海，这是一个横跨537公里（334英里）的陨石坑，位于更古老的南极-艾特肯（SPA）盆地。SPA盆地是太阳系中最大、最古老的撞击盆地之一，体现了月球两个半球的差异。

中国科学院的行星地质学家Zongyu Yue在最近的一份声明中表示”月球的背面和正面在月壳厚度、火山活动、成分等方面存在显著差异。”Yue还说道，嫦娥六号（Chang’e-6）的样本”有望解答月球科学研究中最根本的一个问题：是什么地质活动导致了月球正背两面之间的差异？”

南极-艾特肯盆地（蓝紫色区域）位于月球背面，其海拔显著低于周围地形。图片来源：NASA/GSFC/University of Arizona

嫦娥六号（Chang’e-6）是中国继嫦娥四号（Chang’e-4）于2019年初在南极-艾特肯（SPA）盆地登陆之后第二次登陆月球背面。该任务仍在进行中，内容包括对月球的浅层地下结构进行研究，探测月球地幔物质，以及绘制喷发物质所在地的地图。

“我最大的希望是[嫦娥六号（Chang’e-6）]样本中含有一些撞击熔融物”，Yue说道。这些信息”不仅有助于阐明早期月球陨石撞击对于月球演变过程的作用，而且对分析内太阳系的早期撞击历史具有重要意义。”

记者18日从中国科学院国家天文台获悉，我国科学家揭秘了嫦娥六号月球样品的物理、矿物和地球化学特征，解析了其中蕴含的月球早期演化、月球背面火山活动相关信息，填补了人类月背研究历史的空白。

该研究由中国科学院国家天文台李春来研究员、嫦娥六号任务总设计师胡浩、中国航天科技集团五院杨孟飞院士领导的联合研究团队完成。

嫦娥六号月球样品具有怎样的独特价值？

月球是离我们最近的星体，千百年来，人类从未停止过对月球的探索。嫦娥六号任务首次完成人类从月球背面采样的壮举，带回1935.3克珍贵样品。在此之前，人类获取的所有月球样品均来自月球正面。

嫦娥六号与嫦娥五号、美国Apollo计划及苏联Luna计划落点示意图。（中国科学院国家天文台供图）

嫦娥六号采样点位于月球背面南极-艾特肯盆地内部阿波罗撞击坑边缘，该区域月壳极薄，有望揭露月球背面早期撞击盆地的原始物质。

李春来介绍，嫦娥六号月球样品不仅包括了记录采样点火山活动历史的玄武岩，还混合了来自其他区域的非玄武质物质。这些样品如同月球远古时期的“信使”，为我们研究月球早期的撞击历史、月球背面火山活动以及月球内部物质组成提供了重要的第一手资料。

此项研究中，团队发现，嫦娥六号月球样品密度较低，表明其结构较为松散，孔隙率较高。样品的粒径呈现双峰式分布，暗示样品可能经历了不同物源的混合作用。与嫦娥五号月球样品相比，嫦娥六号月球样品中斜长石含量明显增加，而橄榄石含量显著减少，表明该区域的月壤明显受到了非玄武质物质的影响。

研究发现，嫦娥六号采集的岩屑碎片主要由玄武岩、角砾岩、粘结岩、浅色岩石和玻璃质物质组成。其中，玄武岩碎片占总量的30%至40%，角砾岩和粘结岩由玄武岩碎屑、玻璃珠、玻璃碎片以及少量的斜长岩和苏长岩等浅色岩石碎屑物质构成，进一步揭示了样品来源的复杂性。

矿物学分析显示，嫦娥六号月球样品的主要物相组成为斜长石（32.6%）、辉石（33.3%）和玻璃（29.4%）。此外，样品中还检测到少量的斜方辉石，暗示了非玄武质物质的存在。

进一步分析表明，嫦娥六号月球样品中的铝氧化物和钙氧化物含量较高，而铁氧化物含量相对较低，这与月海玄武岩和斜长岩混合物的特征一致。此外，样品中的钍、铀和钾等微量元素含量显著低于克里普玄武岩，与阿波罗任务和嫦娥五号任务获取的月球样品表现出了巨大差异。

嫦娥六号月球样品的典型图像。（中国科学院国家天文台供图）

上述研究成果已于日前在学术期刊《国家科学评论》发表。

“这些发现不仅填补了月球背面研究的历史空白，为我们研究月球早期演化、月球背面火山活动和撞击历史提供了直接证据，也为理解月球背面与正面地质差异开辟了新的视角。”李春来说。

从嫦娥一号拍摄全月球影像图，到嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆，从嫦娥五号带着月壤胜利归来，到嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回，一步一个脚印，不断开拓向前。随着对嫦娥六号月球样品研究的不断深入，越来越多的传统认知将被刷新，人类将认识一个“全新”月球。