嫦娥四號的使命與月球探索的復興

編譯 劉行一

2018年12月8日，嫦娥四號發射升空，成為世界首個在月球背面著陸的航天器。此次發射是探月新銳中國近來一系列探索任務中的最新行動。

不僅是中國，在上一輪太空競賽落幕的半個世紀之后，人們重新點燃了對地球天然衛星的熱情。一些科學家認為人類正迎來月球探索和航天科學的復興。

競逐月球

人類對月球的探索始于20世紀中葉。當時的美國和蘇聯在太空探索霸權的爭奪背景下開展了大量探月任務（見“向月球進發”）——當然很多都失敗了。這一競賽隨著1969年阿波羅計劃將人類送上月球達到了高潮。

這些早期任務的驅動力量與其說來自科學探索，不如說是源于地緣政治，但正如歐洲航天局人類和機器人探索戰略官詹姆斯·卡彭特（James Carpenter）表示，這些行動給后人留下了“極其寶貴的科學財富”。阿波羅計劃所采集的樣本讓科學家不僅認識了月球，還理解了行星形成和內太陽系的歷史——直到今天人們仍在研究這些樣本。

探月復興

隨著激動人心的太空競賽宣告落幕，一切也陷入了沉寂。1976年，蘇聯進行了最后一次登月任務，同時美國也因預算不足和政治意愿問題取消了原先的計劃。密蘇里州行星科學研究所月球科學家雷恩·沃特金斯（Ryan Watkins）說：“崇敬和贊嘆之情開始一點點褪去。”而新開發的太空技術被應用在了太陽系的其他地方。

但在過去20年中，月球探索的熱度有所回升，主要表現在發射繞月軌道飛行器。1990年至今，老牌航天大國美國及日本、中國、印度和歐洲這些新興力量一共發射了十多個繞月軌道飛行器。

這些飛行器借助前沿的成像技術和各式各樣的科學儀器，共同繪制出了月球地圖。這些數據改變了科學家對月球的認知。例如，已有明確證據表明月球極地有水冰，月球歷史上的地質活動可能一度較為活躍，直到近期才有所放緩。

卡彭特認為，這些發現為人類重返月球奠定了基礎。許多登月任務已處于準備階段，我們正在迎來“一次探月復興潮”。一些科學家甚至在暢想建造月球基地（見“時間軸”）。

已有一個著陸探測器登上過月球了：2013年，嫦娥三號成為自上世紀70年代以來第一個執行登月任務的探測器，嫦娥四號緊隨其后。其他國家如美國、印度、日本和俄羅斯也在計劃發射著陸器。

登陸位置是這些任務中的一個重要考慮因素。20世紀中葉的登月地點僅限于月球正面幾片很相似的區域。沃特金斯表示，當時采集的樣本對整個月球不具代表性。她說：“現在人們正在努力獲取更多樣化的樣本。”。

這一次，嫦娥四號首次對隕石坑密布的月球背面的地質狀況展開科學研究。卡彭特正在從事的PROSPECT是一個計劃參與2022年俄羅斯著陸器計劃的歐洲項目，將在月球南極區域鉆探，尋找資源開采的可能性。

卡彭特對現代月球探索所展現出的國際合作精神感到振奮。各國航天機構越發認識到了國際合作和協調的重要性——這與早期從緊張的對抗中孕育而生的探月計劃截然相反。“我認為太空探索應該是人類共同的努力方向，而非各國獨立開展的任務。”

資料來源 Nature