长征五号火箭周一在海南省文昌航天发射场升空。 TINGSHU WANG/REUTERS
周一，中国向月球表面发射了一枚航天器，希望成为40多年来首个带回月球岩石和土壤样本的国家。
这项名为嫦娥五号的任务是中国雄心勃勃的太空计划的最新一步，中国希望于本世纪30年代前建成一个国际月球研究站，并最终实现人类在月球长期驻留。
此次发射是在位于中国南部的海南岛文昌航天发射场进行的，官方媒体对此进行了现场直播。中国一直对其深空任务讳莫如深，一般要待进入轨道后才会正式宣布成功。没有任何延迟的直播可能是一个信号，表明中国对其太空计划的卓著成就越来越有信心。
安装在火箭上的摄像头显示了火箭的助推器脱落，以及机器人探测器飞向太空时保护罩被弹出的画面。从任务控制室传来的音频和视频记录了中国太空计划的工作人员在火箭第一节和第二节分离时，以及在发射大约15分钟后航天器抵达轨道时的掌声。航天器引擎的另一次点火使它进入了通往月球的轨道。
如果嫦娥五号往返月球取得成功，中国将成为第三个将月球样本带回地球的国家。美国国家航空航天局(NASA)的宇航员在阿波罗(Apollo)登月计划中完成了这一壮举，苏联的一系列月球号(Luna)机器人着陆器也做到了，最后一次是1976年的月球24号。这些样本对了解太阳系的演化做出了重大贡献，行星科学家们一直在急切地等待着更多样本被带回地球的那一天。
“这是个非常大胆的任务，”NASA副首席科学家戴维·S·德雷珀(David S. Draper)说。“他们会大张旗鼓地将目标向前推进，去了解很多关于月球历史的重要问题。”
在月球极地的暗影环形山里发现了冰冻水之后，过去的几十年来，人们重燃返回月球的兴趣。NASA已经制定了目标，在未来几年通过阿尔忒弥斯(Artemis)计划重新将宇航员送上月球。商业公司（有些与NASA签有合同）的目标是在未来一两年里将机器人着陆器送上月球。2019年，印度和以色列一家非营利机构试图将航天器送上月球，但两架航天器都坠毁了。
在本世纪，到目前为止，只有中国成功将机器人探测器送上月球表面：2013年12月的嫦娥三号，以及在2019年1月成为首个在月球远面着陆的航天器嫦娥四号。嫦娥四号的月球车玉兔二号仍在运行，并在近两年后继续研究月球地质。
尽管中国探索太空的时间比美国和苏联要晚得多，但在过去十年里取得了巨大进步，如今已经跻身顶尖太空国家行列。除了探月任务，中国宇航员已经与本国建造的空间站实现了三次轨道对接。7月，天问一号向火星进发，并将于明年尝试登陆火星表面。
这些成就已经成为民族自豪感的来源，精心强调出中国共产党强大而稳定的领导。中国仍对其太空计划讳莫如深，但官员们提供了比往常更多的关于嫦娥五号的细节。
从发射升空到回收岩石样本，整个嫦娥五号任务将在不到一个月的时间里结束。
航天器进入绕月轨道后，嫦娥五号将一分为二：一个着陆器飞向月球表面，另一个轨道飞行器将等待其返回。
当着陆器经过大约一周时间到达月球表面后，需要在一个月球日（相当于14个地球日）里完成所有钻探和挖掘任务。着陆器的设计不适合在严寒黑暗的月球夜晚生存。
嫦娥五号着陆器包括一枚小型火箭，在太阳落下之前，它将携带岩石和土壤样本发射升空。这枚火箭将与留在轨道上的那部分航天器对接。这些样本将转移到轨道飞行器返回地球。
样本计划于12月中旬在内蒙古地区着陆。
在接受中国国家电视台采访时，中国探月工程副总设计师于登云承认，嫦娥五号复杂的动作设计在技术上比之前的任务更具挑战性。
“我们原来在地面发射火箭，那是很固定的，这些技术也相当成熟，但是在月面是以着陆器作为起飞平台，”他说。“它怎么散热，怎么导流等等一系列问题，以及上升过程中的控制，这个以前没做过。这是个难点。”
嫦娥五号的目标是将约两公斤的样本送回地球。在1970年代，苏联的三次月球任务成功地带回了总共约300克的月球物质。NASA的阿波罗号宇航员带回了382公斤的月球岩石和土壤。科学家们目前仍在研究阿波罗号和月球号带回来的样本。
着陆点是月球近侧的风暴洋地区一个名为吕姆克山的火山平原。对于行星科学家来说，从这个区域收集到的岩石可以让他们看到月球更年轻的部分。阿波罗号和月球号探索过的地方都有超过30亿年的历史。据估计，吕姆克山的历史约在12亿年左右。
中国地质大学（武汉）的行星地质学家肖龙参与了选择着陆点的工作，他在电子邮件中说，由于它同早期的着陆点非常不同，“有可能获得新的科学成果。”
行星科学家们希望，嫦娥五号带回的岩石可以校准一种计算陨石坑的方法，用于估计整个太阳系行星、卫星和小行星地质表面年龄。
年轻的月球表面是光滑的，几乎没有瑕疵，老的表面则有较多坑洞。但在阿波罗计划之前，对陨石坑的计算只能提供它相对的年代；科学家们可以分辨一个地方比另一个地方更古老，但不能确定其具体年龄。
通过尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和其他宇航员收集的月球岩石，科学家可以测量岩石中的放射性元素，精确计算出火山爆发的时间，从而确定阿波罗探险者在月球降落部分的年龄。但这些任务都没有在月球较年轻的地方着陆，这就留下了很大的不确定性空白。
吕姆克山的东半部是一片玄武岩平原——-一种由凝固的熔岩组成的岩石——相对来说没有陨石坑，这表明其年龄不超过10亿年。
“它可能产生的影响远远超出了月球，”布朗大学(Brown University)的地质科学教授詹姆斯·W·海德三世(James W. Head III)说，他与肖龙等中国科学家一起参与分析了吕姆克山。“所以这里真的是一个很棒的地方。”
科学家们还想了解月球不同部分组成的一些差异，这些样本也可能解释在月球形成约30亿年后，部分月球何以仍然处于熔融状态。例如，他们想知道吕姆克山的岩石是否含有高水平的钍。如果这一区域的月球上层地幔含有大量这种在衰变时会产生热量的放射性元素，那就可能产生火山作用，熔岩在冷却为玄武岩平原之前会溢出到月球表面。
“或者还有其他因素，或者内部仍然是热的？”海德说。“通过对这里进行采样，我们就能够判断它们是否含有高钍元素。如果答案是否定的，那么整个问题就会重新设定。”
如果钍含量很少，“科学家们就需要重新考虑这些年轻的火山岩是如何形成的，”肖龙说。
为了研究这些问题和其他问题, 德国明斯特大学(Westfälische Wilhelms-Universität)行星学研究所的研究科学家卡罗琳·H·范德博格特(Carolyn H. van der Bogert)表示，研究人员需要的不仅仅是NASA的月球侦察轨道器等轨道航天器所收集的大量数据。
“我们现在真正需要的是非常有针对性的地面真相任务，”范德博格特博士说。她还说，像嫦娥五号这样的任务“对于测试和改进我们的遥感数据集将非常关键”。
Claire Fu对本文有研究贡献。
Steven Lee Myers是《纽约时报》北京分社社长。他自1989年加入时报，曾在莫斯科、巴格达和华盛顿多地进行报道。他著有《新沙皇：弗拉基米尔·普京的崛起和统治》(“The New Tsar: The Rise and Reign of Vladimir Putin”)一书。欢迎在Twitter和Facebook上关注他。
Kenneth Chang自2000年加入时报，写作领域包括物理学、地质学、化学及各大行星。在成为科学撰稿人之前，他是一名硕士，研究课题涉及混沌控制。欢迎在Twitter上关注他 @kchangnyt。
翻译：Harry Wong、晋其角
