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嫦娥五號

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嫦娥五號（英文：Chang'e-5 [91]  ），由中國國家航天局組織實施研製，是中國首個實施無人月面取樣返回的月球探測器，為中國探月工程三期的收官之戰。 [1-3] 
2020年11月24日，長征五號遙五運載火箭搭載嫦娥五號探測器成功發射升空並將其送入預定軌道 [4]  。11月24日，嫦娥五號完成第一次軌道修正 [5]  。11月25日，嫦娥五號完成第二次軌道修正 [6]  。11月28日，嫦娥五號進入環月軌道飛行 [7]  。11月29日，嫦娥五號從橢圓環月軌道變為近圓形環月軌道 [8]  。11月30日，嫦娥五號合體分離 [9]  。12月1日，嫦娥五號在月球正面預選着陸區着陸 [10]  。12月2日，嫦娥五號着陸器和上升器組合體完成了月球鑽取採樣及封裝 [11]  。12月2日，嫦娥五號完成月面自動採樣封裝 [12]  。12月3日，嫦娥五號上升器將攜帶樣品的上升器送入到預定環月軌道。 [13]  12月6日，嫦娥五號上升器與軌道器和返回器組合體交會對接，並將樣品容器轉移至返回器中 [14]  。12月6日12時35分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體與上升器分離，進入環月等待階段，準備擇機返回地球 [15]  。12月8日，嫦娥五號上升器受控離軌降落在預定落點 [16]  。12月12日，嫦娥五號軌道器和返回器組合體實施第一次月地轉移入射 [17]  。12月16日，嫦娥五號探測器順利完成第二次月地轉移軌道修正 [18]  。12月17日凌晨，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品着陸地球 [19]  。
嫦娥五號任務是中國探月工程的第六次任務，也是中國航天最複雜、難度最大的任務之一（截至2020年12月），實現了中國首次月球無人採樣返回，助力月球成因和演化歷史等科學研究 [20]  。
中文名
嫦娥五號
外文名
Chang'e-5 [21] 
所屬國家
中國 [3] 
研製單位
中國空間技術研究院（探測器系統）
發射火箭
長征五號遙五運載火箭
發射時間
2020年11月24日4時30分
發射地點
中國文昌航天發射場
總設計師
葉培建、楊孟飛 [22-23] 
登陸地點
呂姆克山脈 [24] 
代    號
CE-5 [21] 

目錄

  1. 1 研製歷程
  2. ▪ 研製單位
  3. ▪ 任務目標
  4. ▪ 方案論證
  5. ▪ 兩度推遲
  6. ▪ 發射準備
  7. 2 系統組成
  8. ▪ 探測器系統
  1. ▪ 火箭系統
  2. 3 任務歷程
  3. ▪ 發射入軌
  4. ▪ 太空運行
  5. ▪ 返回着陸
  6. ▪ 軌道運行
  7. 4 技術創新
  8. 5 任務特色
  1. ▪ 國旗展示
  2. ▪ 紀錄影片
  3. 6 研究進程
  4. ▪ 樣品交接
  5. ▪ 樣品發放
  6. ▪ 研究流程
  7. ▪ 研究進展
  8. ▪ 航天育種
  1. ▪ 數據公佈
  2. 7 所獲榮譽
  3. 8 世界紀錄
  4. 9 總體評價

嫦娥五號研製歷程

嫦娥五號研製單位

嫦娥五號任務由國家航天局組織實施，具體由工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控與回收、地面應用等五大系統組成。國家航天局探月與航天工程中心為工程總體單位，中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製運載火箭系統、中國空間技術研究院抓總研製探測器系統。中國衞星發射測控系統部負責組織實施發射、測控與回收。中國科學院國家天文台抓總研製地面應用系統，負責科學數據和樣品的接收、處理、存儲管理等工作 [4]  。
嫦娥五號探測器。（圖片來源：中國航天科技集團） 嫦娥五號探測器。（圖片來源：中國航天科技集團） [92]

嫦娥五號任務目標

與前幾次探月任務相比，嫦娥五號任務最重要的目標就是“採樣返回”。這也是中國“探月工程”規劃的“繞、落、回”中的第三步。具體的工程目標是三個方面：
一是突破跟採樣返回相關的新的一些關鍵技術。
二是實現地外天體的自動採樣返回。
三是進一步完善探月工程體系，為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質基礎 [20]  。

嫦娥五號方案論證

  • 預研
2009年，在探月二期工程實施的同時，為銜接探月工程一、二期，兼顧中國未來載人登月和深空探測發展，中國正式啓動了探月三期工程的方案論證和預先研究。
  • 立項
2011年，探月三期工程正式立項，任務目標是實現月面無人採樣返回。該工程規劃了2次正式任務和1次飛行試驗任務，分別命名為嫦娥五號、嫦娥六號和嫦娥五號高速再入返回試驗 [25]  。其中，嫦娥五號規劃為中國首個實施月面取樣返回的航天器 [23]  [26]  。
  • 再入返回試驗
2014年10月24日，探月工程三期再入返回飛行試驗器由長征三號丙運載火箭發射升空，準確進入地月轉移軌道 [27]  。同年11月1日，服務艙與返回器分離，隨後返回器順利着陸，試驗任務取得圓滿成功。服務艙拉昇軌道，繼續開展拓展試驗，先後完成了遠地點54萬千米近地點600千米大橢圓軌道拓展試驗和環繞地月L2點探測、返回月球、嫦娥五號調相機動模擬試驗等任務 [23]  。
2015年2月，國防科技工業局宣佈，探月工程三期再入返回飛行器服務艙為嫦娥五號任務開展在軌驗證，已完成調相試驗，模擬嫦娥五號着陸器月面採樣期間，軌道器的飛行控制過程，驗證軌道設計、飛控時序、軌道精度等相關技術項目，為月球軌道交會對接創造良好條件 [28]  。
  • 長征五號運載火箭
2016年11月3日20點40分，長征五號在中國文昌航天發射場順利升空，為發射中國第一顆執行月球取樣返回任務的嫦娥五號奠定了基礎 [29]  。
  • 着陸器推進子系統
2017年1月，嫦娥五號探測器着陸器推進子系統正樣熱試車取得成功，這標誌着嫦娥五號着陸器推進子系統熱試車收官。這也是嫦娥五號研製進程中非常關鍵的一步 [27]  。

嫦娥五號兩度推遲

2015年3月，時任嫦娥五號總設計師、總指揮顧問的葉培建院士表示，嫦娥五號將於2017年前後發射，實現月球取樣並返回地球，後推遲 [23]  。
2019年1月14日，國家航天局宣佈，嫦娥五號月面採樣返回任務將於2019年年底左右實施，後再度推遲 [30]  。
2020年9月，時任中國探月工程副總設計師於登雲透露，嫦娥五號將於2020年底前發射，實現月球區域軟着陸及採樣返回 [25]  。

嫦娥五號發射準備

2020年11月17日，長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場完成技術區總裝測試工作後，垂直轉運至發射區，計劃於同月下旬擇機實施發射 [31]  。
2020年11月23日18時30分許，長征五號遙五運載火箭開始加註液氧液氫低温推進劑，計劃於24日凌晨4時至5時擇機實施發射任務 [32]  。
嫦娥五號任務示意圖 嫦娥五號任務示意圖

嫦娥五號系統組成

嫦娥五號探測器系統

嫦娥五號探測器總重8.2噸 [33]  ，由軌道器、返回器、着陸器、上升器四部分組成，後續在經歷地月轉移、近月制動、環月飛行後，着陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離，軌道器攜帶返回器留軌運行，着陸器承載上升器擇機實施月球正面預選區域軟着陸，按計劃開展月面自動採樣等後續工作 [4]  。
嫦娥五號探測器的四部分（圖片來源：國家航天局） 嫦娥五號探測器的四部分（圖片來源：國家航天局） [92]

嫦娥五號火箭系統

嫦娥五號的發射任務由長征五號遙五運載火箭承擔 [34]  ，此次發射任務是中國新一代大推力低温液體運載火箭--長征五號系列運載火箭的第六次發射，也是2020年第三次執行發射任務。此前，長征五號B遙一火箭成功首飛；長征五號遙四火箭成功發射了“天問一號”火星探測器 [35]  。

嫦娥五號任務歷程

嫦娥五號發射入軌

2020年11月24日4時30分，長征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空 [34]  ，火箭飛行約2200秒後，順利將探測器送入預定軌道 [4]  。
長征五號遙五運載火箭將嫦娥五號探測器發射升空

嫦娥五號太空運行

  • 軌道修正
2020年：
11月24日22時06分，嫦娥五號探測器3000N發動機工作約2秒鐘，順利完成第一次軌道修正，繼續飛向月球。本次嫦娥五號任務發射入軌精度較高，軌道修正量很小。截至第一次軌道修正前，嫦娥五號探測器各系統狀態良好，已在軌飛行約17個小時，距離地球約16萬千米 [5]  。
11月25日22時06分，嫦娥五號探測器兩台150N發動機工作6秒鐘，順利完成第二次軌道修正。截至第二次軌道修正，嫦娥五號探測器已在軌飛行約41小時，距離地球約27萬千米，探測器各系統狀態良好，地面測控通信各中心和台站跟蹤正常 [6]  。
2020年12月14日，嫦娥五號軌道器和返回器組合體順利完成第一次月地轉移軌道修正 [36]  。
  • 近月制動
11月28日20時58分，嫦娥五號探測器經過約112小時奔月飛行，在距月面400千米處成功實施3000牛發動機點火，約17分鐘後，發動機正常關機，順利進入環月軌道 [7]  。
嫦娥五號近月制動示意圖 嫦娥五號近月制動示意圖
11月29日20時23分，嫦娥五號探測器在近月點再次“剎車”，從橢圓環月軌道變為近圓形環月軌道 [8]  。
  • 組合分離
11月30日4時40分，在科技人員精確控制下，嫦娥五號探測器組合體順利分離，將擇機實施月面軟着陸 [9]  。
  • 月面着陸
月面起飛瞬間 月面起飛瞬間
12月1日22時57分，嫦娥五號着陸器和上升器組合體從距離月面約15千米處開始實施動力下降，7500牛變推力發動機開機，逐步將探測器相對月球速度從約1.7千米/秒降為零。期間，嫦娥五號探測器進行快速姿態調整，逐漸接近月表。此後進行障礙自動檢測，選定着陸點後，開始避障下降和緩速垂直下降。12月1日23時11分，嫦娥五號探測器成功着陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度的呂姆克山脈以北地區，並傳回着陸影像圖 [37]  。
  • 採樣工作
12月2日4時53分，探月工程嫦娥五號着陸器和上升器組合體完成了月球鑽取採樣及封裝 [11]  。
12月2日22時，經過約19小時月面工作，探月工程嫦娥五號探測器順利完成月球表面自動採樣，並已按預定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。採樣和封裝過程中，科技人員在地面實驗室根據探測器傳回數據，仿真採樣區地理模型並全程模擬採樣，為採樣決策和各環節操作提供了重要依據。着陸器配置的月壤結構探測儀等有效載荷正常工作，按計劃開展科學探測，並給予採樣信息支持 [12]  。
  • 月面起飛
12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000N發動機工作約6分鐘，成功將攜帶樣品的上升器送入到預定環月軌道。這是中國首次實現地外天體起飛 [13]  。
  • 月軌對接
12月6日5時42分，嫦娥五號上升器成功與軌道器和返回器組合體交會對接，並於6時12分將樣品容器安全轉移至返回器中。這是中國首次實現月球軌道交會對接 [14]  。
  • 成功分離
12月6日12時35分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體與上升器成功分離，進入環月等待階段，準備擇機返回地球 [15]  。
  • 受控落月
12月8日6時59分，嫦娥五號上升器按照地面指令受控離軌，7時30分左右降落在月面經度0度、南緯30度附近的預定落點 [16]  [24]  。
  • 月地轉移
軌道器和返回器組合體示意圖 軌道器和返回器組合體示意圖 [96]
12月12日9時54分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體經歷了約6天的環月等待，實施了第一次月地轉移入射，從近圓形軌道變為近月點高度約200千米的橢圓軌道 [17]  。
12月13日9時51分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體實施第二次月地轉移入射。在距月面約230千米處成功實施四台150牛發動機點火，約22分鐘後，發動機正常關機。根據實時遙測數據監視判斷，軌道器和返回器組合體成功進入月地轉移軌道 [38-39]  。
12月16日9時15分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體上25N發動機工作約8秒鐘，順利完成第二次月地轉移軌道修正，組合體上各系統狀態良好 [18]  。針對這次搜索回收返回器的任務特點，酒泉衞星發射中心更新改造了十餘套設備。着陸場系統已進行了多次針對性演練，考核驗證了改造設備的穩定性和可靠性 [40]  。

嫦娥五號返回着陸

12月17日凌晨，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，採用半彈道跳躍方式再入返回，在內蒙古四子王旗預定區域安全着陸 [19]  。

嫦娥五號軌道運行

2021年3月，嫦娥五號軌道器在地面飛控人員精確控制下，成功被日地拉格朗日1點捕獲，成為中國首顆進入日地L1點探測軌道的航天器。軌道器對地距離93.67萬千米，整器姿態穩定、能源平衡、工況正常，後續將在日地L1點探測軌道運行，運行一圈週期約為6個月 [45]  。

嫦娥五號技術創新

嫦娥五號主要面對取樣、上升、對接和高速再入等四個主要技術難題。同時，嫦娥五號的系統設計面臨五大挑戰。
嫦娥五號探測器構型圖 嫦娥五號探測器構型圖 [93]
第一是“分離面多”。相較於神舟飛船和“嫦娥三號”均只有兩個部分需要分離，即兩個分離面，“嫦娥五號”有5個分離面，分別是軌道器和着陸器組合體、着陸器和上升器組合體、軌道器和返回器組合體、軌道器和支撐艙及軌道器與對接支架。這些分離面都必須“一次性成功”。
第二是“模式複雜”。探測器需要經歷多個飛行階段，還需要完成月面採樣、月面起飛上升、月球軌道交會對接和樣品轉移、地球大氣高速再入返回着陸等關鍵環節，並且設計約束多。其中，上升器與軌道器需要在距離地球38萬千米的月球軌道上完成對接，在這裏無法藉助衞星導航的幫助，需要依靠探測器自身實現交會對接。
第三是“細節嚴酷”。為獲取月壤樣品，“嫦娥五號”無人採樣器將通過採樣鑽頭深入月球內部和採樣機械臂月球表面採樣兩種方法，再把樣品轉移到上升器，由上升器與軌道器對接，最終把樣品轉移到返回器，整個環節必須分毫不差。
第四是“温度控制”。月球表面白天温度約零上180攝氏度，夜間零下150攝氏度，晝夜温差約330攝氏度。另外上升器發動機點火瞬間達到上千攝氏度，如何避免燒燬上升器和着陸器，對研製團隊提出挑戰。
第五是“瘦身壓力”。運載火箭的運載能力對嫦娥五號探測器的重量有嚴格的約束，一方面要儘可能對分系統進行“瘦身”，另一方面，因為備份產品較少，必須確保質量可靠 [41]  。

嫦娥五號任務特色

嫦娥五號國旗展示

2020年12月4日，國家航天局公佈了探月工程嫦娥五號探測器在月球表面國旗展示的照片。這是繼嫦娥三號、嫦娥四號任務後，五星紅旗又一次展現於月球表面，同時也是五星紅旗第一次月表動態展示 [42]  。
國旗展示 國旗展示

嫦娥五號紀錄影片

《神奇的嫦娥五號》科普紀錄片 《神奇的嫦娥五號》科普紀錄片 [90]
2023年11月23日，中國首部以探月工程為題材的全方位、多維度、立體化四集科普紀錄片《神奇的嫦娥五號》在CCTV-9紀錄頻道正式播出。紀錄片再現嫦娥五號任務的神奇之處，展現核心技術，解讀科學原理，介紹嫦娥五號任務的全過程，包括長征五號運載火箭、氫氧發動機、多彈道發射、嫦娥五號探測器、空間推進系統、月面採樣與封裝、空間無人對接和樣品轉移、月地高速再入返回、測控和月球樣品研究等內容。 [89] 

嫦娥五號研究進程

嫦娥五號樣品交接

嫦娥五號返回器 嫦娥五號返回器 [94]
2020年12月19日，重1731克的嫦娥五號任務月球樣品正式交接，標誌着中國首次地外天體樣品儲存、分析和研究工作拉開序幕 [43]  。
2021年12月25日上午，嫦娥五號備份存儲樣品交接儀式在湖南省韶山市舉行，國家航天局向湖南大學交接月球樣品備份證書，標誌着探月工程月球樣品備份存儲韶山基地正式啓用。 [50] 
2022年消息，中國首次月球採樣返回任務嫦娥五號（CE-5）着陸於月球風暴洋北部年輕的克里普（KREEP）地體，成功帶回1.73kg月壤。 [66] 

嫦娥五號樣品發放

2021年7月12日，國家航天局探月與航天工程中心在京舉行嫦娥五號任務第一批月球科研樣品發放儀式，標誌着月球樣品科學研究工作正式啓動。 [47] 
2023年3月，嫦娥五號任務月球樣品第六批科研樣品已完成準備工作，相關信息已上線發佈。 [78] 
嫦娥五號任務實現了中國首次地外天體採樣返回，取回1731克月球樣品。 2023年6月26日，國家航天局探月與航天工程中心發佈《關於發放第六批月球科研樣品的公告》。經專家委員會評審，探月與航天工程中心審核，最終16家科研機構的60份申請獲得通過，對應23名使用責任人，樣品發放量共計12328.8毫克。 [83] 
2023年8月7日消息，香港大學地球科學系地質學家團隊，通過國家航天局探月與航天工程中心月球樣品管理辦公室的審核，獲得“嫦娥五號”2020年採集的月球土壤樣本，成為首支研究月壤的香港團隊。 [86] 

嫦娥五號研究流程

基於樣品挑選和後續分析的共性，中國科學院地質與地球物理研究所等提出針對嫦娥五號月壤以及未來行星返回樣品的單顆粒綜合分析的“六步走”工作流程圖：
步驟1：單顆粒樣品顯微操作，製備成樣品陣列，利用μXRF技術快速掃描分析挑選目標顆粒，並按照後續分析測試需要製備成不同類型單顆粒樣品（如樹脂包埋、機械拋光或表面導電處理）。
步驟2：目標顆粒樣品的3D-XRM/FIB-SEM聯合分析，在微納米尺度上獲得樣品三維形貌、結構和成分信息。
步驟3：目標顆粒樣品的SEM綜合分析，在微納尺度上獲得樣品的表面形貌、結構和化學成分信息。
步驟4：目標顆粒截面樣品的綜合微區分析（如SEM、Raman、EPMA、SIMS、NanoSIMS），在微納尺度上獲得樣品截面的形貌、結構、礦物相、化學成分（包括主量、微量元素及其同位素）等信息。
步驟5：利用先進的FIB-SEM技術，對目標顆粒樣品中感興趣的微區域進行三維重構分析，以及對其進行精準微切割，製備微納尺寸的“薄片”或“針尖”樣品。
步驟6：綜合利用同步輻射STXM、先進的TEM和APT技術，在納米到原子水平，對“薄片”或“針尖”樣品開展形貌、結構、礦物相、化學成分、元素價態、元素同位素和微磁學等綜合分析。 [57] 

嫦娥五號研究進展

中國科學家通過嫦娥五號採回的月球樣品發現，月球的岩漿活動一直持續到距今約20億年，月球的壽命比此前推測的又延長了約8億歲。2021年10月19日，中國科學院舉行新聞發佈會發佈了該成果。研究結果表明，嫦娥五號帶回的玄武岩形成年齡為20.30±0.04億年。 [48] 
2022年，中國科學院空天信息創新研究院及合作者，利用嫦娥五號月球樣品的同位素年齡和着陸區撞擊坑統計結果，在常用月球年代函數的基礎上建立了新的更精確的年代函數模型，將為月球和行星科學研究提供更精確的時間標尺。 [52-53] 
嫦娥五號最新月壤研究成果發佈
嫦娥五號最新月壤研究成果發佈(2張)
2022年3月，嫦娥五號最新月壤研究成果發佈 [56]  。中核集團原子能科學研究院團隊利用核技術對嫦娥五號月球土壤樣品進行分析研究，準確測定了月壤樣品中40多種元素的含量。此次科研團隊通過採用中子活化分析技術，對嫦娥五號所採集的月球樣品進行了研究，發現嫦娥五號月球樣品中所含有的化學元素與地球樣品存在很大差異。 [55] 
2022年4月，中科院地質地球所等科研團隊通過對單個嫦娥五號月壤顆粒的探測分析，獲得了月壤顆粒表面關鍵物質的太空風化作用信息。月球表面的太空風化作用主要受到微隕石撞擊、太陽風及宇宙射線的輻照等因素共同作用。 [59]  這一成果日前在國際學術期刊《地球物理研究快報》上發表。 [58] 
2022年6月15日，《自然通訊》（Nature Communications）在線發佈中國嫦娥五號的一項重要研究成果。中國科學院國家天文台李春來、劉建軍研究員和上海技術物理研究所舒嶸研究員領導的團隊，與中科院地質地球所、物理所、西安光機所、地球化學所，北京空間飛行器總體設計部、北京航天飛行控制中心、北京空間機電研究所等單位合作，在國際上首次聯合月球樣品的實驗室分析結果和月表就位探測的光譜數據，檢驗了月球樣品中水的有無、形式和多少，回答了嫦娥五號着陸區水的分佈特徵和來源問題，為遙感探測數據中水的信號解譯和估算提供了地面真值。
對嫦娥五號月球樣品的實驗室分析，發現了至少一種含水礦物——羥基磷灰石，其含量不均勻，摺合樣品羥基水的含量從0ppm到179ppm不等（平均約17ppm），證明了嫦娥五號月壤樣品中存在來自岩漿結晶過程的“水”，説明“水”在月球晚期岩漿活動過程中不僅存在，而且可能起到了非常重要的作用。 [64] 
2022年6月，中國科學院比較行星學卓越創新中心成員、中國科學院地球化學研究所杜蔚團隊在嫦娥五號月壤樣品中發現了共生的二氧化硅的高壓相——賽石英和斯石英。 [65] 
2022年，中國科學院地球化學研究所與昆明理工大學聯合研究團隊針對嫦娥五號表取月壤粉末中的鐵橄欖石顆粒開展了深入與細緻的分析工作，在亞微米級尺度的二次撞擊坑中發現了歧化反應成因單質金屬鐵的可靠證據。同時，理論計算的結果表明該二次撞擊坑的形成速度低於3.0km/s。 [67] 
2022年9月9日，國家航天局、國家原子能機構聯合在京發佈嫦娥五號最新科學成果：中國科學家首次在月球上發現新礦物，並命名為“嫦娥石”。該礦物是人類在月球上發現的第六種新礦物，中國成為世界上第三個在月球發現新礦物的國家。 [68] 
2022年9月，中國科學院地球化學研究所科研團隊針對嫦娥五號月壤樣品開展了研究，通過紅外光譜和納米離子探針分析，發現嫦娥五號礦物表層中存在大量的太陽風成因水，估算出太陽風質子注入為嫦娥五號月壤貢獻的水含量至少為170ppm。結合透射電鏡與能譜分析，揭示了太陽風成因水的形成和保存主要受礦物的暴露時間、晶體結構和成分等影響。該研究證實了月表礦物是水的重要“儲庫”，為月表中緯度地區水的分佈提供了重要參考。這一成果日前在國際學術期刊《自然·通訊》發表。 [69-70] 
2022年9月，中國科學院國家空間科學中心太陽活動與空間天氣重點實驗室研究人員與中科院上海天文台、北京大學、山東大學（威海）研究人員合作，對嫦娥五號着陸區的玄武岩厚度進行了估算。研究人員依據嫦娥五號着陸區撞擊坑濺射物中鈦含量的分佈特徵，並結合月表撞擊坑統計定年結果與嫦娥五號玄武岩樣品的放射性同位素定年結果，確定了嫦娥五號着陸點及周邊地區玄武岩單元的形成先後順序。研究團隊利用光學、地形、光譜以及重力等多源遙感數據，基於穿透與未穿透撞擊坑的挖掘深度、部分淹沒撞擊坑的地形演化過程以及描述重力與地形相關程度的有效密度譜，估算了嫦娥五號着陸區各下伏玄武岩單元的厚度。研究結果表明，嫦娥五號着陸區至少經歷了四次火山岩漿噴發，厚度中值分別為230米、70米、4米以及36米。從玄武岩厚度的空間分佈趨勢來看，研究發現隨着與Rima、Mairan兩條月溪的距離逐漸增加，玄武岩的厚度遞減，這表明Rima與Mairan兩條月溪的火山口為嫦娥五號着陸區玄武岩的噴發源頭。進一步地，結合各玄武岩單元的面積與年齡估算結果，研究計算了嫦娥五號着陸區玄武岩的噴發速率，發現該地區的岩漿噴發通量在月球火山活動晚期（約20億年前）有顯著（約2個數量級）增強。 [71] 
2022年10月22日，《科學進展》在線發表了嫦娥五號月壤樣品的最新研究成果。中國科研人員提出新的月球熱演化模型 [72]  。10月，嫦娥五號月球樣品研究獲新進展，證明嫦娥五號月壤的光譜特徵主要是由其富含的富鐵高鈣輝石引起的，而非此前遙感探測推斷的橄欖石富集。 [73] 
2022年11月24日消息，嫦娥五號月壤研究取得新進展 ——首次發現撞擊成因的亞微米級磁鐵礦。
近日，中國科學院地球化學研究所研究團隊針對嫦娥五號表取月壤粉末中的硫化物顆粒開展深入細緻的原位微區分析，首次證實了月壤中存在撞擊成因亞微米級磁鐵礦的存在。研究證據表明月球表面的硫化物在撞擊過程中會發生複雜的氣液反應，使得溶解進入硫化物的FeO通過共析反應生成亞微米級的磁鐵礦以及單質金屬鐵。這一研究成果日前在國際學術期刊《自然-通訊》發表。撞擊成因亞微米級磁鐵礦的發現與證實，為學術界關於月壤中可能廣泛存在原生磁鐵礦的猜測提供了直接證據，同時也能夠為月球表面磁異常等重大科學問題的解釋提供了實驗驗證與理論支撐。 [74] 
嫦娥五號月壤揭示太陽風為月球帶來可利用的水
嫦娥五號月壤揭示太陽風為月球帶來可利用的水 嫦娥五號月壤揭示太陽風為月球帶來可利用的水 [75]
2022年12月13日消息，中國科學家對嫦娥五號樣品的最新研究顯示，月表中緯度區域太陽風在月壤顆粒表層中注入的水比以往認為的更多，而月球高緯度區域可能含有大量具有利用價值的水資源。 [75] 
嫦娥五號樣品中外來岩屑研究取得新進展
2022年12月23日報道，嫦娥五號月壤中外來岩屑能為認識月表物質翻耕遷移過程、月殼岩石組成多樣性、月殼地質演化等提供製約信息。中國科學院地球化學研究所科研團隊通過研究嫦娥五號月壤樣品，獲得了月球20億年前年輕玄武岩地質單元上的外來火成岩碎屑組成，發現了月殼特殊岩石碎屑，指示月球上仍存在未被認識的地質單元。該研究工作近期發表於《自然-天文》行星科學期刊上。 [76] 
2023年1月16日，由探月與航天工程中心、中科院前沿科學與教育局、國家自然科學基金委員會地球科學部主辦的“第一屆嫦娥五號月球樣品研究成果研討會”在京舉行。研討會圍繞嫦娥五號月壤樣品基本特性、月球火山活動歷史及年輕火山活動成因、月球水和揮發分的含量與來源等主題，開展了深入研討。 [77] 
嫦娥五號月球樣品為揭開月球儲水層提供線索
2023年3月，中英學者在嫦娥五號月球樣品中，測量到撞擊玻璃珠中的水，發現玻璃珠中的水含量從邊緣向中心逐漸遞減。 [79] 
2023年4月，中國科學院地球化學研究所李陽團隊通過嫦娥五號細粒月壤，首次發現具有蒸發沉積特徵的藍輝銅礦礦物（Cu1.8S）。該研究結果提供了月表硫化物在撞擊過程中發生氣化沉積的直接證據，進一步拓寬人類對月表複雜礦物組成的認識。 [80] 
嫦娥五號月壤中球狀、橢球狀、啞鈴狀等旋轉特徵的玻璃珠 嫦娥五號月壤中球狀、橢球狀、啞鈴狀等旋轉特徵的玻璃珠
2023年5月，中國科學院物理研究所官網消息，通過對嫦娥五號月壤樣品開展系統的物質科學研究，中國國科研人員發現了多種類型、不同起源的月球玻璃物質。更重要的是，他們還在嫦娥五號月壤中首次發現天然玻璃纖維。 [81] 
嫦娥五號月壤揭示月球晚期火山噴發呈間歇性增強現象
2023年7月，嫦娥五號返回的樣品為認識月球晚期的熱演化機制提供了機遇，或可為晚期的火山噴發規模研究提供關鍵錨點。針對這一問題，中國科學院地質與地球物理研究所、國家空間科學中心、中山大學、南京大學等，對嫦娥五號玄武岩開展了火山噴發規模研究， 揭示月球晚期火山噴發呈間歇性增強現象。這一研究成果日前在國際學術期刊《自然-通訊》發表。 [84] 
獲得高精度月球表面化學成分分佈圖
2023年11月，中國科學家領銜的國際研究團隊在探月領域的新成果結合中國嫦娥五號、美國阿波羅、蘇聯Luna樣品數據，採用深度學習方法獲得高精度月球表面化學成分（鐵、鈦、鋁、鎂、鈣、硅）分佈圖，全面反映月球表面化學特徵，為月球火山活動和熱演化歷史研究提供關鍵數據。研究成果近日發表於國際學術期刊《自然·通訊》上。 [88] 

嫦娥五號航天育種

2020年11月24日凌晨，隨着嫦娥五號探測器順利升空，探測器搭載的中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所紫花苜蓿和燕麥種子，開啓了空間誘變實驗之旅。 [62] 
截至2022年5月，蒙草生態開展的“嫦娥五號”航天育種試驗已完成階段性工作，包括大青山山韭、大青山細葉百合等6個草品種，對其進行了組培、育苗等擴繁技術的研究，已獲得愈傷組織和再生植株，並通過表型性狀和生育週期等指標進行變異植株篩選，現已篩選出花期較晚的大青山細葉百合變異植株。 [63] 

嫦娥五號數據公佈

2022年5月6日，中國探月工程官方宣佈，自即日起公開發布嫦娥五號探測器有效載荷 2 級科學數據。 [60] 
據國家航天局2022年5月7日消息，嫦娥五號探測器配置了降落相機、全景相機、月球礦物光譜分析儀和月壤結構探測儀。嫦娥五號探測器有效載荷科學數據處理期已滿12個月，為更好地促進科學研究，嫦娥五號探測器有效載荷2級科學數據已公開發布。 [61]  同日，記者從中國科學院物理研究所獲悉，通過對嫦娥五號月壤樣品開展系統的物質科學研究，中國科研人員發現了多種類型、不同起源的月球玻璃物質。更重要的是，他們還在嫦娥五號月壤中首次發現天然玻璃纖維。 [82] 
中國科學院地球化學研究所聯合澳門科技大學和廣東工業大學，通過對嫦娥五號月壤顆粒開展研究，在月壤玻璃珠表面微隕石撞擊坑中發現一系列含Ti的蒸發沉積顆粒，分析顯示包括金紅石（TiO2）（2為下角標，下同）、三方結構Ti2O（Trigonal-Ti2O）和三斜結構Ti2O（Triclinic-Ti2O）共3種Ti納米礦物。
其中，三方結構Ti2O和三斜結構Ti2O之前尚未在天然地質樣品中被發現，這是樣品中發現的第七種、第八種月球新礦物；而在材料學領域，Ti2O是可在實驗室內製備的光催化薄膜材料。 [97] 

嫦娥五號所獲榮譽

2021年12月20日，“嫦娥五號”月球樣品揭示月球演化奧秘入選2021 國內十大科技新聞。 [49] 
2022年2月，嫦娥五號月球樣品揭示月球演化奧秘榮獲2021年度中國科學十大進展。 [54] 
2023年10月1日，嫦娥五號團隊在第74屆國際宇航大會（IAC）期間，獲得國際宇航科學院主席舒馬赫等科學家頒發的“勞倫斯團隊獎” [87]  。

嫦娥五號世界紀錄

2020年12月16日，航天器帶回了1.7千克的樣品，人們發現其歷史只有19.6億年，是最年輕的月球岩石樣品。（最年輕的月球岩石吉尼斯世界紀錄）。 [22]  [85] 

嫦娥五號總體評價

搭載着“嫦娥五號”探測器的長征五號火箭發射成功，標誌着中國“探月工程”第三步拉開序幕。嫦娥五號任務是“探月工程”的第六次任務，也是中國航天迄今為止最複雜、難度最大的任務之一，將實現中國首次月球無人採樣返回，助力深化月球成因和演化歷史等科學研究 [20]  。（央廣網 評）
嫦娥五號執行此次任務有着非常重要的意義。這次任務有望實現中國開展航天活動以來的四個“首次”：首次在月球表面自動採樣；首次從月面起飛；首次在38萬千米外的月球軌道上進行無人交會對接；首次帶着月壤以接近第二宇宙速度返回地球 [27]  。（央視新聞 評）
2021年2月22日上午，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平在北京人民大會堂會見探月工程嫦娥五號任務參研參試人員代表並參觀月球樣品和探月工程成果展覽，充分肯定探月工程特別是嫦娥五號任務取得的成就。他強調，要弘揚探月精神，發揮新型舉國體制優勢，勇攀科技高峯，服務國家發展大局，一步一個腳印開啓星際探測新徵程，不斷推進中國航天事業創新發展，為人類和平利用太空作出新的更大貢獻。
實施探月工程是黨中央把握中國經濟科技發展大勢作出的重大戰略決策，工程自立項以來圓滿完成六次探測任務。嫦娥五號任務作為中國複雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程，於2020年12月17日首次實現中國地外天體採樣返回，為未來中國開展月球和行星探測奠定了堅實基礎。（ 新華社 評） [44] 
2021年4月16日，嫦娥五號搭載《星光》登月證書頒授儀式暨節目創作研討會在京成功舉辦。近百位知名學者、外國駐華官員等各界人士參加了活動，共同探討《星光》節目創作和傳播經驗，向世界傳遞人類命運共同體理念。 [46] 
2021年12月，中國月球探測工程嫦娥五號採樣返回任務已成功實施一週年。嫦娥五號探測器由軌道器、着陸器、上升器和返回器組成，這個團隊就像接力隊一樣，通過“接力”方式，把月球樣品送回地球。 [51] 
嫦娥五號探測器 嫦娥五號探測器 [95]
參考資料
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