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导语：本月初，国家航天局、国家原子能机构联合发布了嫦娥五号最新科学成果：在月壤样品中发现了新矿物，经过国际矿物协会新矿物分类及命名委员会批准，被正式命名为“嫦娥石”。

这是我国首次发现的月球新矿物，也是国际上发现的第六种月球新矿物。作为我国天体矿物学研究的重大突破性成果，“嫦娥石”的发现标志着我国进入了开发太空资源的新阶段。

一、“嫦娥五号”返回地球带回绝佳礼物

“嫦娥五号”探测器，是由国家航天局组织研制，是中国探月工程的第六次任务，由长征五号火箭于2020年1月24日发射升空。

“嫦娥五号”从月球返回

中国探月工程总共规划了“绕、落、回”三个阶段。与前几次探月任务相比，“嫦娥五号”的最大不同就是采取月壤和月岩样品并带回，分别通过机械臂表取和钻具钻取。其具体的工程目标是三方面：首先是突破太空采样与返回相关的一些技术；其次是实现地外天体的自动采样返回，后续将应用于针对彗星等天体的探测上；最后是为后续的载人登月和深空探测积累技术人才。

月壤和月岩是研究月球综合信息的绝佳样品，原因是月球表面的真空环境使得土壤和岩石能被稳定地保存，且因为月球土壤中不含水分和有机物质，所以月壤也不会凝结成块。通常来说土壤是岩石爆裂破碎所产生的，但取回的样品似乎打破了这一认知。

月球正面与背面地图

“嫦娥五号”在月球上降落的地点是月球表面最年轻的风暴洋，通过钻探得到的月岩样品大约有19.6亿年的寿命，是月球火山喷发后形成的玄武岩，已经非常古老了。然而，和这些岩石周围的土壤相比，岩石还算是年轻的。据分析，“嫦娥五号”取回的土壤样品的年龄至少比岩石大10亿年，这些土壤与岩石的差别巨大，是从其他地方来的。上述分析结果可以有力地证明，月球的地质（岩浆）活动持续到了至少19.6亿年前。

在月球的真空环境下，表面上看到的陨石坑数量越多，该地区的年代就越久远。根据这个现象，科学家分别确定了月球上最年轻和最古老的地区——风暴洋和南极艾托肯盆地，“嫦娥六号”将有可能前往月球南极，获取最古老的大约40-45亿年寿命的月壤样本。这两个地区的样本将有助于进一步探寻月球的奥秘。

二、意义非凡的神秘礼物“嫦娥石”

主流理论认为月球是从地球中分离而形成，绝大部分月球上的矿物我们都可以在地球上找到。矿物是指自然产出且内部质点排列有序的均匀固体，由地质作用形成，其化学成分必须能被化学式所表达。所谓月球矿物，指的并不是月球上的矿物，而是指首先在月球上发现的矿物。被正式命名为“嫦娥石”的矿物，正是人类在月球上发现的第六种新矿物，我国也是继美国和俄罗斯之后，第三个发现月球矿物的国家。

月壤微观结构

前五种矿物分别是：美国发现的“阿尔马科月球石”（一种富钛矿物）、“三斜铁辉石”（一种辉铁矿）、“静海石”（一种硅酸盐矿物）和“耀西耀克石”（一种硅酸盐矿物），以及俄罗斯发现的“自然铈Ce”（铈元素的单质形态）。

第六种月球矿物“嫦娥石”发现于“嫦娥五号”带回的月壤玄武岩碎屑中，是一种磷酸盐矿物，属于陨磷钠镁钙石族。理想化学式为(Ca8Y)Fe(PO4)7，晶体结构属三方晶系，颗粒约2~30微米，呈微小柱状，伴生矿物有铁橄榄石、单斜辉石、钛铁矿、钙长石、斜锆石、方石英、陨硫铁和玻璃等。

地球目前拥有超过五千种矿物，但在地球形成之初只有十几种，矿物种类不断增加的原因与地球上的水、空气、地壳运动以及各种生物作用造成化学反应越来越复杂有关。相对来说，月球处于真空和干燥环境，且没有地质活动提供的热，中断了大量化学反应，所以月球上的矿物种类相比于地球要稀少得多，每一个新发现都很宝贵。

由于许多物质被稳定保存了几十亿年，通过研究这些矿物，相比于沧海桑田的地球能够更接近地月系剧烈地质运动时期的真实情况。

“嫦娥石”呈柱状晶体

三、“月壤开发”创造人类宜居新星球

人类对于月球探索的所有投入，都是为了在今后的月球开发中获取更丰厚的回报，而未来将月球建设成为宜居环境是其中最关键的一步。

月球矿物开采想象图

开发月球离不开月壤这一重要材料，月壤是月球上最丰富的资源之一，月壤中的大量成分已经被证明对于人类的生存和科研具有重大意义，如果能够有效利用，可大大降低航天器的载荷和成本，甚至将月球作为中转基地。

例如，在能源方面，氦-3被认为是未来可控核聚变反应的最佳原料，是永续能源的最佳实现方式。氦-3是太阳风的重要成分，地球上较厚的大气层保护却让它十分稀缺，但由于月球没有大气，常年受到太阳风的吹拂，储存了大量氦-3。探索月球上氦-3的含量、分布和开采，已经成为当前国际深空探测的必然趋势和主要任务。而中科院通过对“嫦娥五号”样品的细致研究，已经在月壤中氦-3提取的方法中获得了突破。

此外，月球已经被证实在南北极拥有大量的固态水。我国的研究团队通过研究“嫦娥五号”携带的月壤样本，在提取出作为催化剂的活性成分后，以固态水和二氧化碳作为原料，阳光作为能源，在制备氢气和氧气的反应中，发现了其优于地球表面玄武岩催化成分的性能，原因是月壤中的成分表面往往具有丰富的微孔和囊泡结构，表面积大，催化性能好。在合成其他碳氢化合物的催化反应中，也实现了更高的效率。

这些成果也为人类生存和火箭推进燃料的供给提供了可能性，这项技术将在“天宫一号”空间站中进行验证。

月球南北极发现大量固态水

结语：

我国已经在月球上命名了“广寒宫”、“织女”、“河鼓”等地理名称，月球上的中国元素正越来越多。“嫦娥石”的发现和命名，标志着我国对月球的探索达到了全新的阶段，这些技术的逐渐完备将使得我国距离建立月球基地越来越近。

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