時(shí)光荏苒，轉瞬間，距離2004年1月23號，國務(wù)院批準繞月探測工程即“嫦娥工程”立項的日子，已經(jīng)過(guò)去了整整20年。我們欣喜地看到，月球探測越來(lái)越成為人類(lèi)航天活動(dòng)的一大熱點(diǎn)。尤其是今年，廣寒宮內更是將迎來(lái)多方賓客。

探月：人類(lèi)跨出地球搖籃的第一步

探索未知世界是人類(lèi)的天性，月球這一從地面望去最大的天體，自古以來(lái)就承載了人類(lèi)對于浩瀚宇宙的無(wú)限向往，產(chǎn)生了無(wú)數關(guān)于月球的傳說(shuō)、故事。

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類(lèi)對于月亮認識越來(lái)越多。月球是地球唯一的天然衛星，地月相距平均約38萬(wàn)千米，月球直徑大約是地球的四分之一，月球表面重力是地球的六分之一，月球一晝夜相當于27.3個(gè)地球日，月球表面溫度約為130～-180℃等等，這些逐漸為我們所熟知的常識，使人類(lèi)認識到月球并非是想象中的那個(gè)天國，而是一個(gè)并不適于人類(lèi)生存的不毛之地。

“地球是人類(lèi)的搖籃，但人類(lèi)不可能永遠被束縛在搖籃里?！饼R奧爾科夫斯基這一名言，道出了不斷繁衍和擴展這一存在于生命底層的密碼。相比于廣闊的宇宙空間，有形有質(zhì)的星球簡(jiǎn)直如同晴空中的灰塵一般難覓，而可供人類(lèi)駐足的星球更是少之又少。橫亙在星球之間的遙遠距離已經(jīng)成為人類(lèi)走出地球搖籃最難穿越的結界。

距離地球最近的月球，就這樣成為人類(lèi)踏足外太空施展拳腳的第一個(gè)試練場(chǎng)。因為距離近就意味著(zhù)技術(shù)難度、風(fēng)險和成本都低，人類(lèi)就能夠相對容易地去實(shí)踐、去探索。人類(lèi)航天時(shí)代的大幕甫一開(kāi)啟，對月球的探索就迎來(lái)了第一波的熱潮。

第一輪探月高潮主要圍繞美蘇兩個(gè)航天大國之間的航天競賽展開(kāi)。

1959年1月3日，蘇聯(lián)成功發(fā)射月球1號探測器。月球1號原計劃撞擊月球，但因地面控制系統故障，未能完成預定計劃，而是在1月4日從距離月球6000千米處飛掠，成為首個(gè)飛掠月球的探測器。隨后的1959年9月12日，蘇聯(lián)成功發(fā)射月球2號探測器，并按計劃于1959年9月14日成功撞向月球正面，使其成為第一個(gè)到達月球表面的人造物體。緊接著(zhù)在1959年10月7日，月球3號成功獲得了月球背面的圖像，這是人類(lèi)第一次目睹月球背面的照片。

月球3號探測器發(fā)回了第一張月球背面的照片，人類(lèi)首次遠遠一窺月球背面的模樣。

圖片來(lái)源：俄羅斯國家科技文獻檔案館

盡管在初期落于下風(fēng)，但美國也急起直追，構思了宏大的載人登月計劃，力圖依靠自身強橫的科技實(shí)力，一舉奪取這場(chǎng)航天競賽的勝利。美國先后發(fā)射了“先驅者”、“徘徊者”、“勘測者”等月球探測器，實(shí)現了月球表面硬著(zhù)陸，開(kāi)展了地月空間的環(huán)境探測，獲得了更為精確的月球天文參數，為后續的載人登月任務(wù)打下了基礎。1969年7月20日，阿波羅11號最終將阿姆斯特朗和奧爾德林送上月球，實(shí)現了載人登月的偉大壯舉。阿姆斯特朗在登上月球后留下一句至今仍被世人銘記的話(huà)：“這是個(gè)人邁出的一小步，但卻是人類(lèi)邁出的一大步?！?/span>

Magnificent Desolation: The Apollo 11 Moonwalk Pictures（NASA）

從1969年7月至1972年12月，美國宇航員先后成功完成了6次載人登月，把總計12人送上月球，總共帶回381.7千克月球樣品。與此同時(shí)，蘇聯(lián)成功實(shí)施了月球車(chē)和無(wú)人采樣返回任務(wù)，從1970年9月到1976年8月，蘇聯(lián)的月球16號、20號和24號先后3次成功在月面軟著(zhù)陸，并將成功采集到的幾百克月壤送回地球。

當月亮向普通人逐漸敞開(kāi)懷抱

在1976年蘇聯(lián)“月球24號”任務(wù)結束之后，全球探月活動(dòng)進(jìn)入了冷靜思考階段。1976～1994年，全球只進(jìn)行過(guò)1次成功的月球探測活動(dòng)，即日本在1990年1月發(fā)射了“飛天號”月球探測器，成為第3個(gè)探測月球的國家。其原因是：隨著(zhù)冷戰形勢的緩和，對空間霸權的爭奪有所緩解；需要總結探測活動(dòng)耗資大、效率低、探測水平不高的經(jīng)驗與教訓，提出新的探測思路和戰略；需要將月球探測技術(shù)向各領(lǐng)域轉化、推廣和應用；需要加速研制新的空間往返運輸系統和高效探測的裝備；需要較長(cháng)時(shí)間進(jìn)行探測資料的消化、分析與綜合，將月球科學(xué)研究提高到更高理性認識的階段。

而美國在1994年1月25日發(fā)射的“克萊門(mén)汀號”環(huán)月探測器則真正掀起了世界第二輪探月高潮?？巳R門(mén)汀號于當年2月6日進(jìn)入環(huán)月軌道，最終運行于月球極軌道，對月球全球進(jìn)行了測繪。探測器共發(fā)回了180萬(wàn)（也有報道是160萬(wàn)）幅圖片，探測數據表明，月球上存在著(zhù)水冰。這一發(fā)現使得月球的價(jià)值陡然上升。

在其后的逐月之路上，除了傳統的美國、俄羅斯，中國，印度，日本，歐空局，韓國等國家都取得了不俗的成績(jì)，還有以色列，阿聯(lián)酋等國家也在不斷嘗試，加入賽場(chǎng)。月球成為各國爭先探測的熱點(diǎn)。

其中我國的“繞”、“落”、“回”三步走探月工程無(wú)疑取得了最為卓著(zhù)的成績(jì)。2013年12月，隨著(zhù)“嫦娥三號”在月面成功實(shí)施軟著(zhù)陸。中國成為繼美蘇之后，全球第三個(gè)實(shí)現月球軟著(zhù)陸的國家。而嫦娥四號探測器自主著(zhù)陸在月球背面預定區域內，實(shí)現人類(lèi)探測器首次在月球背面軟著(zhù)陸，做到了國外沒(méi)有做過(guò)的事。2020年12月17日，嫦娥五號攜帶月壤安全返回地球著(zhù)陸場(chǎng)，標志著(zhù)三步走戰略獲得圓滿(mǎn)成功。

嫦娥五號月球車(chē)在月球表面登陸。

圖片來(lái)源：中國探月

月球上水冰的發(fā)現，激發(fā)了美國重返月球的熱情。美國先后又發(fā)射了“月球勘探者”、“月球勘測軌道器”和“月球坑觀(guān)測與感知衛星”、“月球重力恢復和內部實(shí)驗室”、“月球大氣和塵埃環(huán)境探測器”等月球軌道器，通過(guò)遙感的方式進(jìn)一步證實(shí)月球上大量水冰的存在，同時(shí)精確測量月球重力場(chǎng)，分析月球稀薄的大氣組成，研究月面塵埃作用，研究了未來(lái)探測活動(dòng)可能對月球環(huán)境造成的影響。

月球探測的光明前景不僅激發(fā)了各國政府的熱情，許多商業(yè)航天公司業(yè)投身于此，使得月球逐漸向普通人張開(kāi)懷抱，月面著(zhù)陸探測器也逐漸大行其道。以色列的“創(chuàng )世紀”、日本的“白兔-R” 和“月球探測智能著(zhù)陸器”、印度的月船二號、月船三號、俄羅斯的月球25號、美國的“游隼”等月球著(zhù)陸器先后奔赴月球，嘗試著(zhù)陸月面。

作為美國“商業(yè)月球載荷服務(wù)（CLPS）”計劃的成果，2024年還有私營(yíng)公司計劃開(kāi)展5次發(fā)射及月面著(zhù)陸任務(wù)，包括準備著(zhù)陸于月球南極的直觀(guān)機器1號和2號，著(zhù)陸于月球風(fēng)暴洋萊納伽環(huán)形山的直觀(guān)機器3號，著(zhù)陸于月球危海的藍色幽靈登月器，著(zhù)陸于月球南極諾畢爾環(huán)形山的獅鷲1號登月器。

遠征深空的前進(jìn)基地

月球有著(zhù)豐富的資源，如稀土、鐵、鈦等，但由于開(kāi)礦成本太高，所以人們目前主要關(guān)注月球的太陽(yáng)能和氦-3資源。月球沒(méi)有大氣包裹，每年到達月球的太陽(yáng)光輻射能量相當于地球每年消耗能源的25000倍。除了太陽(yáng)能，月球的土壤里還有103萬(wàn)-129萬(wàn)噸的氦-3資源，這些氦-3如果作為核聚變原料進(jìn)行核聚變發(fā)電，可以解決人類(lèi)社會(huì )未來(lái)一萬(wàn)年的能源需求。

同時(shí)，月球作為距離地球最近的唯一天然平臺，其高遠的空間位置、特殊的空間環(huán)境、特有的自然資源對地球和人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展具有不可替代的價(jià)值，并可能將成為去火星或深空探測的中轉站。由于月球的引力只有地球的六分之一，因此在月球上發(fā)射火箭消耗的能量比在地球上要低很多。再加上水冰的存在，使得在月球制造、補充火箭推進(jìn)劑成為可能，月球中轉站的前景更加可期。

月球探測工程技術(shù)的優(yōu)化、二次開(kāi)發(fā)能帶動(dòng)和促進(jìn)基礎科學(xué)和高科技的發(fā)展，如空間天文學(xué)、空間物理學(xué)；新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、機器人技術(shù)、遙測技術(shù)等，帶動(dòng)多學(xué)科交叉、滲透，并促進(jìn)國家經(jīng)濟可持續發(fā)展。

月球探測是一項復雜的科技大工程，是一個(gè)國家的國家意志、科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平和現代文明的重要標志。通過(guò)月球探測工程不但能夠提高人類(lèi)對于宇宙及自身生存環(huán)境的認知，而且還能夠極大地激發(fā)科技創(chuàng )新，帶動(dòng)大批高新技術(shù)的跨越發(fā)展。放眼國際，新一輪載人登月任務(wù)正在拉開(kāi)大幕。美國已經(jīng)開(kāi)啟了阿爾忒彌斯計劃，準備建立月球空間站重返月球。我國的載人月球探測工程登月階段任務(wù)也已啟動(dòng)實(shí)施，計劃在2030年前實(shí)現中國人首次登陸月球。

為了實(shí)現人類(lèi)長(cháng)期的月球駐留，我國還計劃建立月球科研站，進(jìn)行較為全面的大規模的科學(xué)探測、技術(shù)實(shí)驗、月球資源開(kāi)發(fā)和月球環(huán)境利用。其中，嫦娥六號任務(wù)計劃于2024年實(shí)施，主要任務(wù)是到月球背面采樣，并攜帶月球樣品返回地球。嫦娥七號計劃于2026年將去月球南極尋找月球存在水的證據，嫦娥八號計劃于2028年配合嫦娥七號在月球南極建立國際月球科研站的基本型，對月球資源勘探和利用等進(jìn)行一系列試驗。

未來(lái)，月球南極將出現多國參與的國際月球科研站，人類(lèi)的足跡將再次踏上月球。擁有豐富資源的月球將成為人類(lèi)開(kāi)拓太空的新領(lǐng)域、走向深空的前哨站。

作者：于遠航 北京宇航系統工程研究所高級工程師

審核：龐之浩 全國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家，中國空間科學(xué)傳播專(zhuān)家工作室首席科學(xué)傳播專(zhuān)家

出品：科普中國

監制：中國科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、中科數創(chuàng )（北京）數字傳媒有限公司

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