一．背景

月球距地球38万公里。离地球最近，地球人想走向深空，第一个要先研究月球。

嫦娥奔月的神话故事，是古人观测到月球上黑白颜色图像而做的想象。

伽利略望远镜时代让我们观测到月球上有高地和月海。进入科学时代。

探测器时代发现，月球上的黑色部分不是阴影，他是月球物质成分的显现

唐朝李白曾有诗歌：青天有月来几时？就是想问月球是怎么来的吗？

样品时代：到了阿波罗从月球取样品回来，才能进一步分析月球的黑色区域和白色区域的岩石成分。

认识行星的三个步骤：天文观测—远距离看看。遥感或就位探测—近距离看看。采样返回—带回家看看。他们是由远及近，由质点到三维结构，由现今到演化。

二．阿波罗样品研究

1969年，阿波罗11号戴人登月，取回月球岩石和土壤样品共计23公斤。1970年，苏联月球16号探测器无人取样，从月球取回月壤101克。

美国的阿波罗对月球采样后研究出大量成果。苏联是研究出极少成果，因为样品的颗粒细小，也缺乏先进技术。

阿波罗月球样品的主要科学认识：

地月的形成—大撞击理论。所有的环形山是因撞击事件形成的。

再一个是火山活动。在距今30亿年还有火山活动。

阿波罗采回样品之前。月球的形成有三个假说：地球甩出去的一个天体（月球每年以3.8厘米的速度远离地球，所以月球会越来越远离地球）。被地球捕获的一个天体。月球与地球是同源的，是一起长大的。

在阿波罗采样后通过成分分析得出的结论是地月形成是撞击形成的。

根据样品分析提出二点：

撞击假说：月球是一个贫铁的，与地球表面的成分不一样，认为是外来星球撞击地球形成的。

月球的质量大，地球很难俘获这么大的星球。

岩浆洋假说：月球上的白色是斜长岩，含铝的元素多，存在于月壳中（厚度约50-60公里），而月壳之下没有这种元素。其形成原因是，月球早期是有海洋的，但他是火海-岩浆海，火山喷发出来的岩浆海，冷却过程中，含铝的元素分离出来。月球变化的巨大能量来自于撞击。

三．嫦娥工程

中国的探月计划（嫦娥工程）是自2004年启动的国家重大科技项目，旨在实现月球探测的“绕、落、回”三步战略，并逐步拓展为月球科研站建设及深空探测。

1.“绕”阶段（轨道探测）

嫦娥一号是中国第一颗绕月探测卫星，2007年10月24日发射的。主要任务是获取月球表面的三维影像，分析月壤成分，探测月壤厚度，还有空间环境等。

嫦娥二号是中国探月工程的第二颗绕月探测卫星。于2010年10月1日发射。进行了更高分辨率的月球测绘，为后续着陆任务奠定基础，拓展了深空探测能力。

2.“落”阶段（月面着陆）

嫦娥三号是中国探月工程的首个月面软着陆与巡视探测。于2013年12月2日发射。12月14日成功着陆月球虹湾地区，并释放“玉兔号”月球车。作为中国首次地外天体软着陆与巡视探测。开展月表形貌与地质研究。

嫦娥四号是首个成功着陆月球背面并开展巡视探测的探测器。于2018年12月8日发射，2019年1月3日着陆在月球背面南极-艾特肯盆地的冯-卡门撞击坑，释放了“玉兔二号”月球车。嫦娥四号突破了地月通信屏障（通过“鹊桥”中继星实现）。“玉兔二号”进行长期探测，进行月球背面地质与演化研究，揭示月幔物质组成。

3.“回”阶段（采样返回）

嫦娥五号是中国探月工程“绕、落、回”三步走的收官任务。于2020年11月24日发射，12月1日着陆月球正面风暴洋北部的吕姆克山，12月17日携带1731克月壤样本返回地球。首次实现中国地外天体采样，样本研究，刷新月球火山活动的认知（活动持续至约20亿年前）。

嫦娥六号于2024年5月发射，6月25日返回地球。首次实现了月球背面南极-艾特肯盆地的样品采集，约1935.3克月壤样品。其科研成果在月球演化、地质特征及国际合作等方面取得了突破性进展。

嫦娥七号（约2026年）将聚焦月球南极资源探测，勘查水冰分布、光照条件等，为科研站选址提供数据。

嫦娥八号（约2028年）将验证月面资源原位利用、能源供给等关键技术，为科研站建设铺路。

国际月球科研站（ILRS），中国与俄罗斯牵头，计划2030年代在月球南极建成无人科研站，2050年前后扩展为可供宇航员长期驻留的基地。

四．嫦娥采样样品研究

阿波罗和月球号共完成9次采样，但是采样点所覆盖的面积还不到月球的8%。嫦娥五号、六号填补了中纬度和背面采样的空白，也是首次在南极—艾特肯地体采样。

2020年12月17日，嫦娥五号成功返回1731克月壤样品。2021年7月12日，嫦娥五号样品发放，中国月球样品研究正式启动。

2024年嫦娥六号从月球背面南极艾特肯盆地采集1935.3克月壤样品。

嫦娥五号和六号取回的样品非常细，如同面粉似的粒度。可对样品进行超高分析。

2024年国家新闻办公室新闻发布会上：航天局局长卞志刚说：月球样品进入“嫦娥时代”，极大地丰富了人类对月球乃至宇宙的认知。

嫦娥六号的成功采样填补了月球背面研究的空白，也为研究月球乃至太阳系的早期演化提供了宝贵的数据。

月壤覆盖了几乎整个月球表面，它就像是一本历史书，记录了月球形成和演化的历史，现有月球形成和演化的理论框架均建立于美国阿波罗和苏联月球号的月壤样品研究基础之上。

载人航天工程月球与行星科学专家组专家，中国科学院地质地球所杨蔚研究员和他的科研团队在嫦娥三号、四号着陆区月壤物质组成，嫦娥五号月球玄武岩地球化学特征和形成机制等方面取得了一系列成果。

嫦娥五号月球样品的主要科学认识是揭开了月球“后半生”（20亿年以来）的演化历史。

嫦娥五号着陆区的特殊性是月球最年轻、最富放射性生热元素的地区之一

遥感上用撞击坑定年法：撞击坑多的区域形成得早，撞击坑少的区域形成得晚，可对地质体进行排序。

发现20亿年前形成的的月球玄武岩，将月球岩浆活动历史延迟10亿年（阿波罗认为最晚30亿年）

发现1.2亿年形成的火山玻璃，将月球岩浆活动历史再延迟19亿年。

为何月球的火山活动可以持续如此之久？

排除了两种假说：排除异常热（放射性元素不高）。排除富含水。提出了两种可能的原因：源区包含易熔的单斜辉石-钛铁矿。还原性的月幔导致热对流慢。但是都无法否认月球内部仍然很热 >1100oC

月球内部到底有多热呢？我们计划嫦娥八号到月球南极进行热流测量。（认为南极是月球最冷的地方）

嫦娥六号于2024年5月发射，6月25日返回地球。

2024年，来自31个单位的203位学者讨论梳理出样品可以解决的七大科学问题：（1）月球二分性；（2）深部月球或月幔物质；（3）SPA盆地形成；（4）月球背面火山活动；（5）月壤中挥发分；（6）撞击坑定年曲线校正；（7）新的岩石和矿物。

嫦娥六号月球样品的主要科学认识是揭开月球另外一个半球的演化历史，嫦娥六号月球样品的研究意义

（1）南极艾特肯盆地（SPA）有2400公里的长度，确定它的形成时间与影响，优化月球早期撞击通量模型

（2）揭示月球不对称性成因，有下列不对称的地方：

a.玄武岩分布（正面>30%；背面~3%）背面也有30亿年前形成的玄武岩。

b.克里普分布（仅分布在正面风暴洋）

c.月壳厚度（正面30~50km；背面60~80km）

（3）查明月球深部物质组成，限定背面岩浆洋结晶过程，确定月球背面28亿年前的火山活动（也有30亿年的岩浆活动，年轻的）

(4)发现28亿年前的磁场反弹。背面的水含量极低。

记录了月球背面的演化历史，确定月球南极-艾特肯盆地形成于42.5亿年前。

大的撞击对深部有很多影响，很有可能把深部物质给撞出来。

未来的研究重点是正背面不对称性与形成的体制。

展望未来，将以月球为跳板，开展火星采样、小行星探测等任务，推动太阳系边际探测。

中国探月工程通过稳步推进，不仅提升了航天技术水平，更通过国际合作推动人类对月球的认知，为后续深空探索奠定基础。