王世杰 曾小家

无人机返回样品

前苏联实施的Luna计划成功地完成了三次采样返回任务，分别为Luna 16、Luna 20和Luna 24，共采集～0.2 Kg的月球样品。Luna成功采样的三次任务均分布于月球的正面，目前尚未返回月球背面的样品。

随着中国探月工程的持续推进，中国即将发射嫦娥五号探测器，有望将～2 kg左右月球样品带回地球。据相关报道，嫦娥五号计划返回月球正面年龄相对较为年轻的玄武岩样品。（编辑/高纬时）

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人类首份月球背面幔源物质初步证据

人类近60年来的探月工程揭示，月球表层即月壳以斜长石矿物为主，月壳覆盖着的月幔则可能更富镁铁质（富含铁和镁）。然而多年来，科学家一直难以探明月幔的详细结构。

北京时间5月16日凌晨，国际顶级学术期刊《自然》在线发表了一篇来自中国科学家的成果：中国的嫦娥四号月球探测器在月球背面的冯·卡门陨石坑着陆，并部署了玉兔二号月球车对南极-艾托肯盆地进行探测，科学家利用可视-近红外成像光谱仪的光谱初始观测结果推断出，月球表面存在的低钙辉石和橄榄石矿物可能起源于月球地幔。这也是人类首份月球背面幔源物质初步证据。

和太阳系很多其他的行星类似，月球被认为经历了岩浆海洋阶段，在这个阶段，月球大部分或完全处于熔融状态。有关月球早期演化的理论认为，月壳由是岩浆洋中较轻的斜长石组分上浮结晶形成，而如橄榄石、辉石等较重的矿物下沉形成月幔。然而，这一关于月幔组成的推论至今没有很好地被证实。

月幔的特征，特别是在其组成、结构和层理方面，仍然是不确定的，而且缺乏文献记载。为探究月幔，各国科学家将注意力重点放在了撞击坑上。一般认为，导致撞击坑形成的物体可能会穿透月球的壳层，直抵月球内部，致使部分月幔物质被带到月球表面。月球上最大、最深、最古老的陨石坑是位于月球背面的南极-艾特肯盆地，直径2500公里，形成于40多亿年前。

中国探月工程实现世界首次月球背面软着陆和巡视探测。2019年1月3日，嫦娥四号在南极-艾特肯盆地着陆，成为人类历史上首个着陆于月球背面的无人探测器。嫦娥四号着陆月球的第一天，可视-近红外成像光谱仪即成功获取了陆点附近两个两个探测点的高质量光谱数据。研究人员对数据分析后发现，他们所获的光谱数据和典型的月球表面物质的光谱数据存在差异。这也就意味着，着陆点附近检测到的这些物质与从月球表面采集到的大多数样品明显不同。特别地，这些材料含有镁铁质成分，主要是橄榄石和低钙辉石的混合物，高钙辉石的含量则极低。

研究人员据此推断，月球表面存在的低钙辉石和橄榄石矿物可能来自月球的上地幔。

研究人员在论文中还提出，这些物质来源于探测点附近的芬森撞擊坑撞击事件。芬森坑撞击事件进一步将南极-艾托肯盆地更深部物质挖掘出，产生的溅射物四处抛射，呈辐射线撒布在冯·卡门撞击坑“平原”上。

芬森撞击坑是月球背面南部一座较年轻的大撞击坑，由小天体撞击南极-艾托肯盆地内部表面而形成，直径72公里，位于着陆点的东北方向。

研究人员最后写道，除了上述推断之外，他们的研究结果还证实了月幔富含橄榄石的推论的正确性。月球地幔富含橄榄石这一预测并不能被排除，月幔可能主要由低钙辉石和橄榄石组成，而不是仅由低钙辉石占主要成分、橄榄石极少。

更广泛的意义上说，这一发现可能也会影响我们对月球内部形成和演化的理解。研究人员提到，未来玉兔二号将继续观测冯·卡门陨石坑内的月壤，这些宝贵数据将有助于我们研究其地质起源和元素组成。据介绍，后续探测会尝试将样品送回地球。