２０１８年重返月球

余家駒　馮　威

今年9月19日，美國航天局正式宣布，美國將實施1040億美元的登月計劃，在2018年前，美國宇航員將重返月球。

登上月球曾是人類的夢想

月球曾是太陽系中最引人注目的星球。自伽利略以來，望遠鏡一直瞄準著它，宇宙飛船也曾靠近它沿著它的軌道飛行，上世紀六七十年代更是成為超級大國展示各自科技成果的大舞臺,人類在其表面行走并帶回了一些土壤和巖石樣品，于是乎，除了地球，月球應該是人們最為熟悉的地方了。事實果真如此嗎？

60年代末，月球是人類所有夢想的核心。從政治上講，就是看誰能把自己的國旗最先插到月球上去，到底是美國還是蘇聯。1959年，蘇聯發射了一個飛越月面的探測器，之后又發射了一個硬著陸探測器，接著是軟著陸機器人。十年后的1969年，美國人阿姆斯特朗踏上了月球。當1972年美國地質學家哈里森·施密特重返阿波羅17的登月艙時，NASA已經完成了6 次登月飛行，共收集了382千克的土壤和巖石，進行了上百個試驗。蘇聯所進行的包括軌道飛行器和著陸探測器的對月探測持續超過15年，在1976年達到頂峰。從那以后，在將近20年的時間里，地球再也沒有向月球發射過探測器。公眾對月球探測慢慢失去了熱情，因為夢想已經變成現實。

巴黎天體物理研究所副所長、小行星研究專家伊大·郎之萬說:“人類對月球的探索與探索一般行星的程序正好相反。”出于政治和宣傳上的需要，人們在探索月球的時候舍棄了過程，直奔最后的目的——派人登月。由于都爭著要第一個登上月球，所以中間的科研環節被省略了。“阿波羅”登月計劃結束后，科學家們優先考慮探測別的星球。可事實上，我們對月球的了解少得可憐：70年代的時候，我們只對月球6%的地表進行了比較深入的研究。

然而，對月球可不能等閑視之，了解它的地質概況是了解其它行星和太陽系以及地月系統構成的關鍵。所以，在這個意義上“月球是一部關于太陽系的史書”。

月球依舊神秘

至今，人類對月球仍有許多未解之謎。

１． 月球起源之謎

有些科學家認為，月球是和地球一起，于46億年以前，從一團宇宙塵埃中生成的。另一種理論認為月球是地球的孩子，也許是從太平洋地區摳出去的。然而“阿波羅”登月探險的結果表明，地球和月球的結構成分差別很大，有一些科學家提出了另一種假說 ，即俘獲說。他們認為，月亮是偶然闖入地球引力場，而被鎖定在目前的軌道上。可是，要從理論上解釋這一過程的機制難度相當大。因此，上述３種理論全都難以站得住腳。正如羅賓·布列特博士所稱：要解釋月球不存在，要比解釋月球存在更容易些。

２．月球年齡之謎

令人驚異的是，從月球帶回的巖石標本，經分析發現其中99％的年齡要比地球上90％年齡最大的巖石更加年長。阿姆斯特朗揀起的第一塊巖石的年齡是36億歲。其他一些巖石的年齡為43億歲、46億歲和45億歲——它幾乎和地球及太陽系本身的年齡一樣大，地球上最古老的巖石是37億歲。1973年，世界月球研討會上曾測定一塊年齡為53億歲的月球巖石。更令人不解的是，這些古老的巖石都采自科學家認為是月球上最年輕的區域。根據這些證據，有些科學家提出，月球在地球形成之前很久很久便已在星際空間形成了。

３．月球土壤的年歲比巖石年歲更大之謎

月球古老的巖石已使科學家束手無策，然而，和這些巖石周圍的土壤相比， 巖石還算是年輕的。據分析，土壤的年齡至少比巖石大10億年。乍一聽來，這是不可能的，因為科學家認為這些土壤是巖石粉碎后形成的。但是，測定了巖石和土壤的化學成分之后，科學家發現，這些土壤與巖石無關，似乎是從別處來的。

4．月球放射性之謎

月亮中厚度為８英里的表層具有放射性，這也是一個驚人的現象。當阿波羅15的宇航員們使用溫度計時，他們發現讀數高得出奇，這表明，亞平寧平原附近的熱流的確溫度很高。一位科學家驚呼：上帝啊，這片土地馬上就要熔化了！月球的核心一定更熱。然而，令人不解的是，月心溫度并不高。這些熱量是從月球表面大量放射性物質發出的，可是這些放射性物質（鈾、鉈和钚）是從哪里來的？假如它們來自月心，那么它們怎么會來到月球表面？

5．月亮的磁場之謎

早先探測和研究表明月球幾乎沒有磁場，可是對月球巖石的分析卻證明它曾有過強大的磁場。這一現象令科學家大惑不解，保羅·加斯特博士宣稱：這里的巖 石具有非常奇特的磁性……完全出乎我們意料。如果月球曾經有過磁場，那么它就應該有個鐵質的核心，可是可靠的證據顯示，月球不可能有這樣一個核心；而且月亮也不可能從別的天體（諸如地球）獲得磁場，因為假如真是那樣的話，它就必須離地球很近，這時它會被地球引力撕得粉碎。

6．月球南極艾特肯盆地之謎

月球南極的艾特肯盆地是月球最能引起人們好奇的眾多熱點之一。這是一個直徑為2200千米至2500千米和15千米深的巨坑，經“克萊門汀”計劃和“月球勘探者”勘查，很可能是太陽系內年代最老、面積最廣、深度最大的盆地。地質學家相信，造成這一深坑的作用力之巨大足以顯示月球表面覆蓋物內的各種物質，這些物質對了解月球內貌及其早期生長是極其有價值的。為艾特肯盆地確定年齡也是科學家的一項重要任務。早在38.5億年前，太陽系內的猛烈轟擊就已停止，在那以后，生命才得以孕育并持續至今。目前估計艾特肯盆地的年齡約在39億年，如果這個數字沒錯，它將證實關于行星在形成的過程中，有一個急速而猛烈的轟擊期的理論是可信的。如果這個巨坑的年齡還要老得多，那么災變說將讓位于演化說，但正如行星地質學家卡爾·皮特爾斯所說的：“沒有樣品，就無法知道它的年齡。”

重返月球之路

今年9月，美國宇航局正式宣布2018年重返月球的計劃。根據該計劃，在未來的12年里，美國將建造新的宇宙飛船和火箭推進器，在2018年把4名宇航員重新送上月球，并在月球上停留7天。重返月球是實現美國“太空探索新構想”的關鍵一步。

如果成功重返月球，美國將逐步在月球上建立一個航天員常駐基地，然后實現送6名航天員登陸火星上常駐500天的計劃。

月球基地考慮建在月球南極，由于該區域有大量氫，可能還擁有水冰。此外，美國重返月球計劃的另一個原因，是想讓宇航員利用月球資源生產出可攜帶的水、燃料和其他必需物品，以便能真正“生活在這塊土地上”，這對人類最終實現火星登陸至關重要。

根據美國航天構想，登月計劃的第一步是將月球著陸器及“地球出發站”（一個巨大的推進艙）等發送上天；第二步，在月球著陸器和“地球出發站”安全進入軌道后，把4名航天員用“乘員探索飛行器”送入近地軌道，并與月球著陸器和“地球出發站”對接，然后由火箭的第2級將它們一起送往月球。第三步是月球著陸器、“地球出發站”在月球上空軌道與“乘員探索飛行器”脫離，并降落到月球表面，但“乘員探索飛行器”仍留在月球軌道上。第四步是登月航天員在進行大約7天的月球探索之后乘月球著陸器的上升級返回月球軌道，與“乘員探索飛行器”對接。第五步是“乘員探索飛行器”拋棄月球著陸器的上升級之后飛回地球。第六步是用降落傘返回地面。

登月的終極目標

月球被認為是地球的第八大洲，上面有豐富的資源，能夠解決未來人類的能源緊張問題。有人估算月球上的氦-3如果能夠真正被開發出來，可以解決人類1000年的能源需求。所以登月被許多國家提上空間發展日程，希望搶占未來的能源基地。

現在，地球的人口已經非常多，有很多科學家認為如果地球人口達到80億就接近飽和，所以人類急需尋找另外一個適合生存的星球，火星無疑是一個很好的選擇。人類登陸月球的另一項最為宏大的目標就是希望能夠以月球為跳板，爭取在火星上建立第二個人類家園。

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各國登月計劃一覽

歐洲：歐洲航天局計劃在2008年之前向月球發射一顆衛星；在2009年或2010年向月球發射登陸器；在2020年將宇航員送上月球。

日本：日本宇宙航天研究開發機構正在制定該國太空開發的遠景規劃，其中包括雄心勃勃的登月計劃。5年內，日本要研制出能夠在月球進行探險的機器人；10年內，開發出能夠使人類在月球長期停留的一整套技術；20年內，開始在月球上建造進行科學研究的基礎。

印度：印度計劃在2008年發射第一艘無人登月飛船“月球飛船-1號”。這艘登月飛船重590千克，攜帶重20千克的“沖擊者”登月艙。如果發射成功，印度將在2015年前進行更多的登月活動。

中國：中國也已經制定了探月工程，并開始實施第一期工程。中國計劃在2004年至2007年間環繞月球進行不接觸月表探察；在2005年至2012年進行月球登陸探測；在2010年至2017年之間實現在月球表面著陸，并采樣返回。

【責任編輯】蒲暉