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中国嫦娥五号不仅登陆月球，还带着月壤样本返回。
算算时间，离上一次登月采集月壤的时间，已经过去了四十多年。
上个世纪热衷登月的国家也就两个，美国和苏联。
美国最后一次登月是1972年，而苏联最后一次登月是1976年。
说道这里，有点可惜，其实在两国的太空探索竞争中，苏联是一直走在前列的，美国一直处于被碾压的状态。
但美国的载人登月成功之后，就压了苏联一头。
时间走到现在，对于美国登月有着种种质疑，所以今天围绕月球采集月壤，就从苏联说起。
苏联采集月壤
在1959年的一月二号的时候，苏联第一次发射月球一号，就成功的的进入到了月球轨道。
此后，苏联就利用月球一号对月球进行了一个全方位的分析，包括月球的辐射指数、气体成分的分析等等，目的是为了此后登陆月球做准备。
为了收集登陆月球会面对什么样的情况，苏联又发射了月球二号，进行了对月球的撞击实验，当然这次实验同样是全世界第一次。
本来按照原本的计划，一步步的进行推进，登陆月球是一个必然的结果。
结果美国在六十年代的时候，实现了载人登月。
就因为这件事，苏联就将目标从登月转入到了空间站的项目上了。
不过空间站的项目虽然让苏联做的有声有色，甚至此后空间站的建设标准都是按照苏联的路子来走的，但苏联并没有彻底放弃登月计划。
其实原因很简单，至少不能让美国将月球作为他们的单独的舞台，所以苏联后续的探测器，无人月球车也在研发中。
当然因为主要的任务目标发生了转移，关于月球探测器和无人月球车的研发，得到的人力和物力，甚至是财力肯定不能和空间站的研发做对比。
以至于一开始的无人月球采样并返回的项目，开展的不是很顺利。
比如从1969年到1970年之间，苏联一共发射了五个月球采样探测器，但没有一个成功的。
时间走到1970年的九月份，苏联才成功了。
这个探测器被叫做月球十六号，是一个重达五点八吨的大家伙。
别看重量大了一点，但仅仅完成了一次轨道修正就达到了去往月球的最佳轨道窗口。
经过八天的飞行，就到达了月球，随后就成功的降落在月球的表面。
老话说的好，失败乃成功之母，五次失败的积累，才获得了成功。
一降落到月面上，探测器就在地面的遥控指挥下，打开了自动钻孔机。
目的很明显，它们可不想要表面的月壤，而是看对了月球表层下边的月壤。
为什么呢？
因为表层的月壤长期暴露在外，会受到各种宇宙射线的照射，或者空间的氧化，对于研究月球的一些有价值的信息就会被抹除。
所以从科学的角度来讲，就需要获得月球深处的月壤样本。
这一次月球十六号，用了七分钟的时间，钻孔机打到三十五厘米的位置上就停了。
然后利用这套中空的钻头，苏联科学家成功的获取了月球表层下的土壤样品。
拿到了样品，接下来就是最难的环节，返回地球。
于是在做了充分准备之后，第二天，探测器准备返回。
怎么返回呢？
要知道在地球进行升空是有发射场，有发射平台的。
而月球上可没有这些，所以苏联科学家们，将探测器分成了两部分，一部分叫下降级，一部分叫上升级。
下降级就被当做简易的发射架使用，上升级带着月壤样本返回地球。
这一环节同样成功了，也让月球十六号成为了第一个从其他星体发射无人探测器返回的探测器。
三天后，携带一百零一克月壤的月球十六号就降落到了地面。
后来苏联又发射了月球十八号，不过它在着陆的过程中失败了，坠毁在了月面上。
然后就是1972年的二月份发射的月球二十号，通过软着陆的方式降落到了月面。
这一次苏联科学家更希望月球二十号带点坚硬的月球岩石颗粒回来，所以为了保护钻头钻取这些颗粒，设置了自动保护功能，目的是为了防止过热将钻头报废了。
在整个钻取的过程中，保护功能启动了三次。
所以这一次钻取的深度不是很深，只有二十七厘米，带回的样品也不多五十克而已。
但这次的样品，让苏联科学家们的一些研究得到了证实，比如月海其实诞生在四十五亿年之前。
然后就是人类上个世纪最后一次登月纪录，1976年苏联发射了月球二十四号，这次的任务又有了新的目标，要采集月球表层以下的岩石。
所以月球二十四号，携带了一根带有很长转杆的钻头。
首先以普通的旋转方式打开了一个1.2米深的空洞，然后再以更加强有力的冲击旋转方式，向下打。
那么这个过程非常的顺利，也让苏联取得了一百七十克的月壤。
而这批月壤，也被美国注意到了，所以美国和苏联将自己手中的月壤进行了交换，重量是一克。
苏联前后对月球发射了十一个月球探测器，成功的只有这三个而已。
但苏联在探索月球上，尤其是无人探测器探索月球创造了很多个第一，所以他们使用的采样方式，对于后来者的中国有着很大的借鉴意义。
来说说中国的月壤采样。
先解释一下月壤。
一说月壤很多人感觉，就是土，或者沙土。
其实月壤和地球的土壤有很大的区别。
首先月球上没有空气，而且不存在液体的水，环境非常的干燥。
那么月球上所谓的风化，其实就是热胀冷缩将岩石给削落的过程。
在这个过程中，并没有自然的风和水的作用，所以这些削落的岩石碎屑会有棱有角，甚至是锋利。
也就是说月壤其实就是大小不一的颗粒，最小的有几个微米，这个程度比PM2.5还要小。
这就造成了，月壤的摩擦力会很大，再加上重力只有地球的六分之一，所以钻探的难度会很大。
接着说。
首先出场的是嫦娥五号。
2020年十二月一号，嫦娥五号降落在了月球正面风暴洋中的吕姆克山以北的地区。
虽然这次着陆的地方是月球的正面，但这依然是一片没有人类踏足过的地方。
考虑了上个世纪两个国家采集的样本方式，为了让嫦娥五号采集的样本种类多，数量多了。
嫦娥五号采集月壤的方式一共有两种，其一钻取，其二表取。
钻取好理解，什么是表取呢？
简单的说，就是从月球表面直接进行抓取。
说道这里很多人会问：前文不是说了吗？月球表层的月壤没有价值吗？
是，表层的月壤已经被抹掉了研究月球有价值的信息，可当有足够的空间携带更多的样本，表层月壤也有研究月球被宇宙射线辐射的价值，至少氦3就位于月球表层。
对比一下苏联和中国获取的月壤重量就能看出来，苏联三次获得的月壤只有三百多克，携带能力有限。
而中国一次就可以携带近两公斤的月壤。
所以苏联只能抓重点，而中国就可以全面一点。
好了接着说。
首先使用岩芯钻探机，向月球表层下方进行钻探，深度是两米。
为了获取样本方便，所以钻头同样是空心结构。
当然在钻取采样的过程中，不可避免的会遇到坚硬的石头，所以钻头使用了双排钻牙阶梯结构。
这个名字有点绕，但它的能力可一点都不差，可以对八级硬度的岩石进行钻探。
而且这种钻头还可以对月壤进行切削、拔、挤、排的能力。
为了能把每一层的月壤分的明明白白，内层放置了小软袋，保证每一层的月壤不会混到一块。
而且这次钻探的深度达到了两米。
钻取完成之后，才会进行表取。
表取的是一个机械臂，由哈尔滨工业大学制作，全长三米七，重量是三千一百克，臂厚只有1.4毫米。
不要怀疑它的厚度，毕竟太厚的机械臂就太重了，而送设备到月球上去是按照克来计算的。
可以抓取七到五平米的扇形区域，在嫦娥五号上，完成了十二次采样。
就这么一台机械臂从2010年就开始了项目论证，2013年开始启动，用了七年的时间完成。
不管怎么说，为了这次能顺利获取月壤，各种前期的准备工作做的相当到位。
比如防止采样的过程中，出现抓空，或者是装满，还在继续装的情况，安排了一台小型相机进行监控。
而样品在封装之后，还要进行密封处理，密封处理完毕之后，还要打上封条。
这样做的目的就是为了在返回地球的时候，不会受到地球环境的影响。
就这套方案，研究人员前后对比了十六种设计方案确定下来的。
然后就是嫦娥六号获取月壤。
有了嫦娥五号的榜样，嫦娥六号就容易多了。
嫦娥六号重达八点二吨，是人类有史以来最复杂最重的探测器。
同样经历了制动绕月、软着陆月球、采集月壤、实现无人月球上空交汇对接，然后返回地球的过程。
而且这一次采集到了两米以下的月壤（注：嫦娥五号只进行到了两米的位置，因为遇到了太过坚硬的岩石）。
这次嫦娥六号同样采用了钻取和表取两种方式，来获取月壤。
最难的点是，它要在月球的背面进行采样。
而背面采样，最麻烦的地方就是对嫦娥六号的通信，因为电波传输是不可能穿透月球送达给嫦娥六号的，需要借助中继卫星才可以。
要知道有这么一句话误差不可消除。
通信中间绕了这么一个弯，就意味着通信就会存在一定的误差。
相比较嫦娥五号，因为是在正面，差不多两天获取月壤的过程，基本上保持着通信的极为畅通。
而中继卫星虽然可以做到中转传递信号，但中继卫星不可能一直停留在上方进行传递信息。
结果就是地面的研究人员是无法时时刻刻看到嫦娥六号的工作情况，那么这中间要是出现什么问题，风险必然来临。
所以嫦娥六号在月球的背面，钻探到两米多深的位置，进行取月壤的任务，不仅仅是首次，难度也是非常大的。
目前也只有中国掌握了这项技术。
