此时此刻，嫦娥六号正在月球背面挖宝！

公众号新闻

2024-06-02 11:06

公元2024年6月2日，月球背面迎来了一位来自地球的访客。北京时间6时23分，嫦娥六号的着陆器上升器组合体，在南极-艾特肯盆地的阿波罗陨击坑成功着陆。

嫦娥六号落月过程中，着陆器降落相机拍摄的影像 | CNSA/CLEP

小小的探测器不过数尺见方，但它此次远航，注定要载入地球文明探索宇宙的史册，因为嫦娥六号即将完成人类历史上首次月球背面返回式样品采集任务。

此时此刻，嫦娥六号着陆器上升器组合体已经完成了钻取采样，正按计划进行月面的表取采样。

落月后约48小时，样品舱将由上升器携带从月面升空，转交给在绕月轨道上待命的返回器，最终于6月25日将样品送回地球。

月球背面，一个长期充满谜团的太空未知领域，因了嫦娥六号，从此将成为人们得以捧在手心悉心观察、仔细研究的对象。

嫦娥六号着陆器上升器组合体成功落月 | 中国航天科技集团

望之、抵之

早前万千年前，人类文明已星散于大地。从华夏到两河，从冻土到高原…… 每当晴夜，那一轮普世不变的圆盘高照夜空，在各个文明的回忆中留下了相同的印象——尽管月相盈亏有轮回，银盘上的图案却恒久不变，总拿一面朝向大地，就仿佛有谁在有意识地控制它，让它有意背对着地球似的。

在历来不乏好奇心的人类眼里，月球的这个特质自然被赋予了各式各样的解释，引入了不少文学化乃至夸张的色彩，徒增了月之背面的神秘。

今日是科学的时代，月球的这种特质自然已被日渐除魅，成为了大众相对熟知的科学事实——用稍微复杂点的话来说，不外乎月亮自转和公转周期恰好相同，处于“潮汐锁定”状态，导致从地球上看月亮时，它似乎永远以同一张脸对着我们。

从地球上看月亮，似乎永远只能看到同一张脸 | Steed摄

这种运行状况其实不难理解，随便拿个系着绳子的小球，甩着它转起来，就能形象模拟月球运转的这种状态，只不过维系小球的纽带是那根肉眼可见的细线，而地月系统之间那根无形的纽带，则是两颗星体间的万有引力。

想要探索月球永远背向地球的那一面，并非易事。可以说，哪怕在人类已经发展出相对论和量子力学的世纪，在人们已经能够感知到仙女座大星系位于银河系之外时期，“可观测宇宙”却仍然在地球自身的引力圈——就在这咫尺之遥的家门口，杵着一个庞大的观测盲点。

人类真正观测到月球背面，已然是公元1971年的事了。是年，苏联探测器“月球3号”绕行至月球背面，为人类拍下了月球背侧的首幅照片。虽然放在今日看来，这个“低清马赛克”的信息量极为有限，但在当年的技术条件下，却是探索太空的一座重要里程碑，推动了人们对月之背面的好奇与遐想。

苏联“月球3号”传回的首张月球背面照片 | USSR

多年过去，后继探测任务虽然在精度和观测手段上做了实质提升，但一切仍绕不出“遥感观测”这个框架——通俗地说，不外乎飞在月球上空，“遥远地感知”月表。

很显然，想系统研究一样东西，远远地看，跟零距离实际接触，完全是两码事，能获取的信息密度不可同日而语。

长期遥感观测的原因，不是人类不想降落（相反，做梦都想），主要是月球背面无法有效接收地面无线电引导，在控制论上难题众多。

直至公元2019年，人类的这份心愿才终得实现——当鹊桥卫星在地月之间搭起“热点”，引导着嫦娥四号稳定降落在月球背面时，人类史无前例地完成月球背侧着陆的壮举。

这片前所未至的地平线，就此留下了文明造访的足迹，也为后续嫦娥计划的持续进展，完成了技术验证。

月球背面的嫦娥四号和玉兔二号 | CAS/NAOC/GRAS/SegerYU

轻舟采月，回归之

6年过去。2024年5月3日，海南文昌发射中心，长征五号尾焰雄雄、横贯长空。飘着椰香的温暖南岛，嫦娥系列探月工程启动了再一次远征。

在嫦娥四号成功着陆月背、嫦娥五号在月球正面成功采回样本的基础上，此次登月的“六妹”将要一举完成“四姐”和“五姐”的壮举——即，在地球上无法看见的月背软着陆，对月面直接采样，最后携带样品返回轨道。

运载着嫦娥六号探测器的长征五号火箭升空瞬间 | CNSA/翼下地球

当这一页薄薄的“未知天书”横贯地月而至，太空探索史上章节续写，嫦娥奔月的故事继续振奋着世界，而样品舱装载的月岩月壤中，在它们内部更细微的矿物晶格里，另一个未知的故事或才徐徐开启。

那是月球自身的故事，是太阳系早期的混沌万象，是其天体演化的拂晓之声。

溯望太初，问道之

月球是极为古老的星体，在太阳系诞生不久的冥古宙极早期便已形成。今人普遍相信，月球诞生于45亿年前地球和另一颗火星般大小原行星的撞击过程中。当星体相撞、破片横飞，迸溅的碎片在地球引力下逐渐汇聚，月亮就此诞生，成为太阳系岩质行星系统里几乎唯一的大型卫星，其体积甚至和气态巨行星的卫星们不相伯仲。

按理说，月球和地球同处太阳系“宜居带”，理应有孕育生命的潜力，起码也要有着可观的地质活跃性。怎奈月球体积比起地球还是太小，整个星体引力小、内部物质降温快，导致月球自诞生以来，内部很快失温、磁场停摆，地表的水和大气在太阳风的剥离下纷纷逃逸到外太空，地质活动几近停滞。

后续漫长岁月里，由于没有旺盛的地质活动破坏或更新其古老的岩石圈，反而让月球表面保存了40多亿年前历史事件的大量记录，成为窥探月球早期演化的一扇关键窗口。

有超级计算机模拟表明，这样一场大撞击可以在区区几小时内就形成月球 | NASA/Durham University/Jacob Kegerreis

而行星地质学有个很有意思的点 —— 一颗岩质星体在冥古宙极早期的演化态势，很大程度也能代表当时其它类似星体（包括地球、乃至火星等等）上可能发生的演化事件。

道理不难理解：那时候，大家都是太阳系内侧无差别的石头疙瘩，都在一片混沌的尘埃盘里闯开局，谁也不比谁特殊到哪儿去。

你挨炸，我大概率也在挨。你“爆浆”（地表被撞爆、熔岩四溢），我大概率也要爆。所以包括月球在内，任何几乎没有后续地质演化的岩石星体，都能为揭示太阳系早期演化提供宝贵信息。

嫦娥五号再入返回飞行试验器拍摄的月球背面，左上是地球 | CNSA/中国科学院

月球正面研究相对比较成熟，但月之背面则是另一个世界。遥感探测揭示了月球两面高度非均质的事实：月背和月球正面的地貌特征差异巨大。在月球正面，我们能看到不少的暗色区域——月海（也就是站在地球上看到的“玉兔”和“桂树”等图案）。但在月球背面，坑坑洼洼的亮色区域——月陆，几乎填满了整个半球，月海极不发育。

月球正面（左）和背面（右）对比，图中标记为嫦娥系列任务在月球的着陆点和未来任务的预选着陆点 | Serge Yu

更有意思的是，这个看上去颇为“干涩无海”的月背，却偏偏坐拥着南极-艾特肯盆地这个全月最庞大的陨击盆地。科学家相信，这么大的盆地，是月球诞生不久后受到一颗体积极为庞大的小行星撞击留下的痕迹。俗话说燕过留痕，此次撞击，自然为南极-艾特肯盆地留下了较为独特的地质痕迹。

南极-艾特肯盆地在月球背面的位置 | NASA

首先是该盆地呈现出显著的重力异常——用更通俗的话说，盆地里富含比重更大的物质。

科学家进一步通过光谱法测出，南极-艾特肯盆地里含有比周围月陆更多铁元素和钛元素。克莱门汀探测器后续用伽马能谱仪测出了盆地内钍元素（Th，一种典型的放射性元素）也相对富集。

南极-艾特肯盆地在月质化学上的显著独特性，暗示它或许代表着某种特殊的地质演化状况。

月陆和月海，一个较明亮，一个较为黯淡，本质是两者成分差异的表现。月陆为斜长岩质，本身呈灰白色。月海为玄武岩质，除了斜长石成分外，还含有以辉石和少量橄榄石为代表的镁铁质矿物组分，这些矿物组分颜色更暗，自然为月海赋予了黯淡的色彩。

由于铁、钛在镁铁质矿物中的相容性远高于斜长石，科学家大胆推测，南极-艾特肯盆地的化学异常，或许是辉石富集的结果。

月球背面南极-艾特肯盆地和附近晕渲地形图 | 嫦娥一号 DEM 数据/Zeng et al., 2023/SegerYU

但这个看上去本应是终极答案的解释，相反，却捅出了更大的不确定性。

因为辉石的富集，完全可以在多种地质条件下发生，而这些地质条件，每一项都代表着截然不同的月球演化路径——

有学者认为那次庞大的轰击，直接炸飞了月壳，导致月幔暴露在盆地中央，“露头皮了”。和地球地幔一样，月球地幔同样富集镁铁质矿物，这么解释似乎没毛病；
可轰击之后的热能融化了区域岩石，导致熔浆大量喷溢，在熔岩池深处，矿物发生结晶分异，堆在岩浆底部汇聚起来，照样可以富集富含钛铁的辉石族矿物。难道盆地内部不是月幔而是月海？
又或者，会不会陨击物自身富含钛铁组分（别忘了不少小行星可是破碎早期行星的铁质星核），在撞击的过程中像泥饼一样糊在了上面？等于说，盆地中央其实糊了一大片外星天体？

显然，在这些看上去似乎都挺合理的假说面前，没什么办法能够进一步厘清事实真相——除非我们能够实际接触到来自那里的月球样品。