12月19日,嫦娥五号任务月球样品——1731克月壤正式交接给国家天文台。中国首次地外天体样品储存、分析和研究工作拉开序幕。

嫦娥五号模拟图,来自人民网

 中国航天计划获取月壤的消息受到了同样在登月赛道上奔跑的国家的热切关注。12月17日凌晨,嫦娥五号返回器成功着陆后,有路透社记者就曾经在新闻发布会上提问:“中国是否会把月球取样的样品分享给美国的NASA?” 探月工程副总指挥吴艳华的回复是:根据《外空条约》,外空资源是人类的共同财富,中国政府愿意与各国志同道合的机构和科学家共享月球样品。但是他话锋一转,“遗憾的是,2011年,美国国会通过了“沃尔夫条款”,限制美国NASA、国务院科学委员会等官方机构与中国航天往来合作。能不能合作,还要看美国政府的政策。”

 其实,在今年11月底“嫦娥五号”探测器发射升空宣布将在月球采样之后,美国的“酸柠檬”就上线了。今年12月初,有报道称美国国家航空航天局(NASA)和四家私营公司达成了合作,以1美元至1.5万美元的价格收集月球样本,意在为私营公司开发太空资源开创先例。这四家公司的合同分别是:

• 美国科罗拉多州戈尔登月球前哨站(Lunar Outpost)在2023年着陆器抵达月球南极之后采集样本,合同价格为1美元;

• 日本东京ispace Japan公司在2022年着陆器抵达月球正面东北区域的梦湖(Lacus Somniorum)采样,合同价格为5000美元。

• 欧洲卢森堡ispace Europe公司在2023年着陆器抵达月球南极之后采样,合同价格为5000美元。

• 美国加利福尼亚州莫哈韦马斯滕太空系统(Masten Space Systems)公司在2023年着陆器抵达月球南极之后采样,合同价格为15000美元。

 付费1美元购买月壤,美国这是意欲何为呢?主要还是传递一个信号:月壤并没有传说中的那么值钱,获得月壤也并非难事。目的是给中国的月壤“压价”,同时降低中国探月的影响力。

 其实,一个国家想要获得月壤还真不是一件简单的事情。截至目前,除了中国之外,只有美国和俄罗斯两个国家通过登月成功获得了月壤样本。其中,阿波罗计划六次登月带来的2200份样本,重约382千克;苏联月球计划3次任务带回约320克;加上在地球上收集到的不到200千克月球陨石。目前,人类获得的月壤样本总共只有不到600千克。

 这些月壤有多珍贵呢?1978年中美建交前夕,美国向中国赠送了1克月壤。这么一小点点儿的月壤,一半被收藏在北京天文馆,另一半才能用来做研究。凭这0.5克月球土壤,中国学者发表了14篇论文。在科研价值之外,月壤的市场价格更是不菲。2018年,纽约苏富比拍卖行拍卖了3小粒由苏联月球探测器从月球取回的岩石样本,每粒大小在2 x 2毫米到1 x 1毫米之间,总重量为0.2克,最终以85.5万美元成交。每克岩石的价格高达400多万美元。

 月壤为何如此珍贵?因为其对研究月球资源储备开发和未来人类登月的月球基地建设有着极为重要的意义。

 当然,月球采样并不是探测器在月球表面随便一抓带回来那么简单。选择取样的地点大有学问。近日,宇宙远见卓识项目高级研究员托尼•米利根(Tony Milligan)就月壤样本获取地点不同进行了分析。他认为,科学选址非常重要。比如月球北极附近的永恒之光群峰(peaks of eternal light),那里的太阳永不落山,可以研究如何持续获得电力。而它脚下的陨石坑则常年被黑暗笼罩,那里有水和冰。这样理想的研究地点极其珍贵,因而成为各国瞄准的目标。

 月球远端仅有6个地点适合于直径约200公里的望远镜阵列。图片来源:NASA

 上个世纪六七十年代,阿波罗计划对准的是月球赤道地区。此次中国嫦娥5号目标选择了月球风暴洋北部的吕姆克火山附近,未来将瞄准月球南极进发。瞄准月球南极的还有俄罗斯太空总署和欧洲航天局,预计于2021年底在南极地区着陆,并于2023年在博古斯拉夫斯基陨石坑(Boguslavsky colport)进行试验。

 托尼•米利根认为,除了极地地区之外,月球上的战略资源分布都比较集中。可以用来制造放射性燃料的钍和铀分布在34个面积小于80平方公里的地区;小行星撞击产生的铁分布在大约20个面积在30-300公里的地区范围内。还有各大科幻电影中被人熟知的清洁核聚变能源氦-3,由太阳播撒在月球表面的粉状碎石中,浓度最高的地区集中在直径50公里内的8个区域。这些珍贵的资源,不仅可以解决人类当前面临的能源短缺问题,还将为未来月球基地提供持续运转的动能。

 既然月球样本承载了如此重大长远的意义,就不难理解各国对它的渴望。中国的月壤样本还没落地,NASA就公开表达了分享中国月壤研究的愿望。而俄罗斯科学院的一位负责人则更直白地表示:“全球的科学家都希望获得中国取回的月球土壤,当然也包括美国。俄罗斯愿意与中国进行联合研究,仅要求中国提供少量的月球土壤样本。”

 “在我们看来,紧迫的挑战来自于有限的战略资源。” 托尼•米利根对近年来的月球“淘金热”表示担忧,“许多国家和私营公司雄心勃勃地计划去探索或开采月球。这不会是在某个遥远的时间点,很有可能就在这一个十年内。除非我们能立即找到应对之法,否则这有可能将引发地球各国间的紧张局势。”

 虽然根据1967年制定的《外空条约》规定,外层空间的资源和财富属于全人类,其探索和利用应符合所有国家的利益。各国不能私自占有月球资源作为财产。然而这一条约并未对责任义务进行细化,留下了很多模糊的空间。托尼•米利根认为:“这种框架不清有可能导致基础设施不必要的重复,每个国家都在建造自己的东西。这将推高单个组织的成本,并让他们有理由以损害科学机会和遗祸子孙后代的方式来收回建设成本。”

 他认为,月球资源治理的第一步应该是各国之间达成协议,明确责任义务和利益分配,并规范长期遵守规则的约束机制。他建议月球使用者共同建设共享设施,如着陆和补给设施等。如果等到有国家或公司对任务设计进行了不可逆转的投资之后,造成的缺陷将很难弥补。“很显然,现在是制定这些规则的时候了。” 他说。