长征五号遥五运载火箭和嫦娥五号探测器已垂直转运至发射区，国人期盼已久的月球采样大戏已经奏响序曲，即将揭开大幕。

　　据国家航天局介绍，嫦娥五号任务是中国探月工程第六次任务，计划实现月面自动采样返回，是我国航天领域迄今最复杂、难度最大的任务之一。

　　国际上开展过哪些外星“挖土”的尝试？有人采集和无人采集哪种方式更好？航天专家向科技日报记者进行了介绍。

　　装备越好宇航员采集样品越丰厚

　　半个世纪前，美国通过阿波罗计划，率先从月球带回了共计381.7千克的月岩样品。

　　1969年7月，阿波罗11号飞船降落在月球赤道附近的宁静之海。完成人类首次登月壮举的宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林，用装在一根杆子顶端的采样袋采集土壤，并将装满的采样袋揣在“裤兜”里，又用铲子和带有机械爪的探杆拾取岩石。奥尔德林还抄起钻杆和锤子，取到了2根岩芯。二人在月球表面待了2小时32分钟，累计行动了约1公里，直到地面警告他们代谢率过高，才依依不舍地回到飞船上。这次，他们一共得到了21.55千克月球样品。

　　阿波罗12号和14号，也降落在月球赤道上，宇航员采集样品的劲头越来越足，采回的数量也越来越多。到阿波罗15号任务时，宇航员的装备“鸟枪换炮”，携带了一辆由波音公司研制的月球车，宇航员艾尔文也成为首位在月球上开车的人。交通工具的出现，让登月宇航员的活动范围大大增加，阿波罗16号宇航员约翰·杨还飙出了时速11公里的月球纪录，同时他们采集的样品相比前几次任务也成倍增长。

　　在阿波罗17号飞船上，出现了一名特殊的宇航员，他就是整个阿波罗计划中唯一一名地质学家施密特。他的加入，将月球“挖土”事业推上了巅峰。如痴如狂的施密特带着指令长塞尔南奋力挖掘，3次月面活动总计工作了22小时，带回了总重111千克的741个样本，其中包括一根深钻3米取得的岩芯。

有各种各样未被发现的取样活动

作为美国登月竞赛的对手，苏联由于载人登月计划的失败，开始探索无人月球取样，并成为这一技术方法的先驱。苏联利用月球探测器 16、20 和 24 从月球收集了 300 多克样本。

随着空间技术的发展，人类探索的目标不再局限于月球，而是开展了各种无人驾驶的外星人 "挖地" 活动。

1999 年 2 月，美国发射了 "星尘彗星" 探测器，其主要任务是飞到怀尔德 2 号彗星，收集经过昏迷尾部的埃及尘埃气体样本，并将其送回地球。

2004 年 1 月 2 日，星尘和怀尔德 2 号会合，被数以百万计的彗星击中。同时，星尘伸展出一个 "气凝胶除尘器"，类似于网球拍，用来收集彗星上的尘埃粒子。中国太空探索技术首席科学通信专家庞志浩说，世界上独一无二的 "气凝胶除尘器" 是由美国华裔科学家邹哲设计的。当粒子撞击气凝胶时，他们立即将自己埋在里面。收集完成后，收集器折叠成羽毛球球返回胶囊，将样品储存在一个容器中，然后返回地面，科学家在那里寻找尘埃彗星。

2001 年 8 月，"美国起源" 号探测器起飞，飞行 4 个月后抵达拉格朗日 1 号，在那里工作了 850 天，收集了 10 至 20 微克太阳风粒子。

他说：" 原产的收集设备是非常纯的。根据彭志浩的说法，本源看上去就像一只开着的手表，而样品返回胶囊则安装在平台的顶部。取样箱配有太阳风粒子集热器和离子浓缩器，采用中心旋转机械装置对集热器阵列进行扩展。然而，在 2004 年 9 月探测器返回降落期间，由于安装加速度计时出现错误，主降落伞未能按程序打开，返回舱以每小时 32 公里的速度撞上地面，并被损坏，研究人员最终只恢复了部分太阳风粒子。

这不是人类第一次尝试获取太阳样本。事实上，阿波罗计划也进行了太阳风合成实验，从阿波罗 11 号飞船开始。彭志浩说，阿波罗的任务是在航天器表面使用一块锡箔来收集地球和月球空间的太阳样本。然而，科学家们很难分辨收集到的材料是来自太阳还是锡箔本身。

2003 年，日本率先在小行星取样。今年 5 月，世界上第一颗小行星取样返回探测器“猎鹰 1 号”发射升空，于 2005 年 9 月飞向 20 公里高度的小行星石川。“猎鹰 1 号”通过降落在小行星上并吸入飞尘来采集样本，但在执行任务期间失败，直到 2010 年 6 月才返回地球。尽管这项任务历经曲折，但它仍然使日本成为世界上第一个对小行星进行取样和归还的国家。目前，已确认探测器已在石川小行星表面获得 1500 个样本。

2014 年 12 月，日本发射了更先进的“猎鹰 2 号”探索“龙宫”小行星。探测器的采样方法是向小行星发射金属炸弹，然后降落在撞击坑，吸收飞来的碎片，迅速飞走。“猎鹰 2 号”进行了 3 次采样，共采集到 20 余克样本。它预计到 2020 年底将样本送回地球。

最近一次小行星采样发生在今年 10 月 20 日，当时美国冥王星探测器使用机械臂末端的采样器，从伯尔尼小行星表面采集了 60 多克风化层样本。探测器计划在 2023 年 9 月将样本舱返回地球。

此外，美国还于今年 7 月 30 日发射了威尔火星探测器，计划从火星杰泽罗陨石坑探测和收集样本。这些样本将由威尔保存，并在 2031 年美欧联合太空任务期间带回地球。

回顾人类外星“挖土”的历史，可以看出，除了阿波罗计划采用的载人捕获方式外，其他都是无人驾驶的。哪个更好？哪个比机器好？

庞志浩说，从采集的样本数量来看，无疑有人占主导地位。阿波罗计划带回了大约 380 公斤的样本，这是同期苏联执行的无人采集任务的数千倍。这些样品还没有被研究过，大部分还在实验室里密封着。

中国航天科工集团第二研究所研究员杨宇光认为，一个人收藏的更大优势是可以在任务中适应不同的情况。

航天器的装载能力是有限的。所收集样本的重要性取决于其代表性和特殊性。杨说，例如，在阿波罗 17 号任务中，施密特捡到了一块橙色的月球岩石，非常特别。这种罕见的样品只能通过航天员的仔细搜寻才能获得，而通过无人取样获得如此罕见的样品几乎是不可能的。

然而，航天员的参与大大增加了航天任务的难度和成本。

杨宇光说，阿波罗飞船重约 45 吨，而苏联的“月球”无人取样探测器重量不到 6 吨，而中国的嫦娥五号探测器重达 8 吨以上。同时，载人飞行任务对安全性、可靠性和生命保障系统的要求较高，直接影响到工程的规模和成本。

彭日成进一步解释说，阿波罗飞船比同等重量的黄金贵 10 倍多，而用来发射阿波罗飞船的土星 5 号火箭造价高达 5 亿美元。阿波罗计划历时 11 年，耗资 255 亿美元。为了实施这一计划，美国宇航局的年度预算约占美国政府总预算的 4.5%，美国普通家庭要负担 400 多美元。

无人化采办项目不仅规模小、成本低，而且不需要考虑人身保险和供给问题。任务周期可长达数年，探测距离可达数亿公里。杨宇光认为，未来 10 年左右，无人数据采集将成为外星卫星“挖土”的主流。

然而，收集也不是没有用的。杨玉光说，对于一些情况复杂、目的性强的特殊任务，比如发现一颗有趣的小行星，需要依靠人类采集一些特殊的样本。在这种情况下，值得付出更多的成本和时间。

未来，如果人类在月球上建立永久性基地，将产生更多的科学和工程需要，航天员也需要长期驻扎，开展更大范围的调查活动。