飛向月球的探索之旅

月球一直是人類十分嚮往的神秘之地，自古以來，人們觀測月球，不斷地探索和研究月球的奧秘，特別是20世紀後半葉以來，隨著科學技術蓬勃發展，人類主動派遣飛船探訪月球，開始進入了太空研究的新時代，新的發現和新的研究成果也紛至沓來。

早期的觀測研究

古代的天文學家已相當準確地認識到月球的運行規律。例如，在公元前約5世紀，巴比倫的天文學家已記載月食有長達約18年的沙羅周期，已知道19個陽曆年約等於235個陰曆月;公元前幾世紀，印度記載每個月的月球太陽距角;公元前約５世紀，中國天文學家石申確定了一套預測日食和月食的公式，認識了月球的位相和月光的成因；古希臘哲學家阿那克薩哥拉(Anaxagoras，公元前500~前428年)推斷月球是巨大的岩石球體，而且指出月球的光輝是反射太陽光；中國在漢朝時也有類似的認識，京房(公元前77~前37年)還指出月亮是球體。公元499年，印度天文學家阿耶波多第一(AryabhataⅠ)在?阿耶波多文集? (Aryabhatiya)談到月球光輝是反射太陽光。阿拉伯數學天文學家阿爾哈曾(Alhazen，公元965~1039年)發現，月球不像鏡子那樣反射陽光，而是從太陽照射的月球表面各部分往所有方向射出。中國宋朝的沈括(公元1031~1095年)造了類同月球起伏表面的塗銀色白粉球來反射太陽光，以解釋月相的變化，從側面看時就可以呈現峨眉形月相。

約翰﹒赫維留的月球表面圖

飛船探測月球競賽

冷戰激發美國和蘇聯的太空競賽，加速了月球探測的開展。當火箭發射技術成熟，兩國就發送無人探測器來執行飛越月球和撞擊或登陸月球的使命。1958年到1976年為第一輪飛船探測月球高潮。

蘇聯的月球漫遊車1號——第一個成功的太空漫遊車

阿波羅8號從繞月球軌道拍攝的升在月球上空的地球

登上月球表面的第一人阿姆斯特朗

飛船登月點

月球上的人造體

近期的月球探測

在月球號和阿波羅系列飛船探月後，更多國家直接參与月球的探測。1990年，日本發送天女號飛船到繞月軌道，並釋放一個小探測器Hagoromo在繞月軌道，但是由於發射失敗而妨礙了進一步的科學應用任務。在1994年，美國國防部和美國宇航局聯合發射了克萊門汀飛船到繞月軌道，它首度獲得幾乎整個月球的地形圖和第一份全月球表面的從紅外到紫外的多光譜影像。1998年，月球勘測者飛船的儀器顯示，月球的極區存在過量的氫，這可能是永久陰暗隕擊坑內的月壤含有數米厚水冰所致。

智能1號是歐洲航天局發射的第一艘使用太陽能離子發動機的月球探測器，於2004年11月15日進入月球軌道，主要目的是拍攝月球表面的三維X射線像和紅外像，它第一次詳細勘測了月球表面的化學元素。飛船最後於2006年9月3日撞擊月球表面，以研究撞擊拋射物。 在2007年10月4日至2009年6月10日之間，日本實施月亮女神任務，攜帶了一架高清晰度攝影機和兩個無線電發射小衛星，獲得許多月球地理的資料和高清晰度的影片，目的是獲得月球起源和演化的科學資料。

中國開展了嫦娥號系列的探月工程。嫦娥一號是我國第一艘進入繞月軌道的衛星，從2007年11月5日進入繞月軌道到2008年3月1日完成任務後撞擊月球，在軌道繞行的６個月期間獲得月球表面完整的影像圖。嫦娥二號於2010年10月１日發射升空，環繞月球飛行到2011年7月9日，最主要的任務是為嫦娥三號預定著陸的虹灣拍照，獲得月球表面的更高解析度影像圖，其分辨高達1m。嫦娥三號於2013年１2月2日發射，12月14日著陸器成功地軟著陸月球，15日六輪月球車開始月面考查。 印度國家空間局第一次探索月球是發射月船1號，從2008年11月8日起環繞月球飛行，直到2009年8月27日通訊中斷，繪製了月球表面高分辨的化學、礦物學和攝影地質圖，在此期間於2008年11月14日，投放無人撞擊探測器，其最重要的新成果是發現月壤中存在水分子。印度太空研究組織計劃在2017年發射月船2號，彼時將攜帶月球漫遊車探索月球。美國宇航局發射月球勘測軌道器，攜帶月球隕擊坑觀測與遙感衛星，於2009年6月18日進入軌道，2009年10月9日，衛星LCROSS完成預定計劃後撞擊Cabeus坑，完成其使命，而軌道器繼續獲得準確的高程測量和高分辨影像。 2011年11月，軌道器正面經過阿里斯塔克隕擊坑上空，勘測了其多樣的地質資料。

嫦娥2號探測月球

兩艘聖杯小飛船環繞月球進行協同立體地勘測

2011年9月10日，NASA 發射重力恢復與內部(結構)實驗室(GravityRecoveryandInteriorLaboratory，簡稱聖杯，GRAIL)，它由兩艘同樣的小飛船潮起(Ebb)和潮落(Flow)組成，協同立體地勘測月球，目的是測繪月殼和岩石圈的結構圖;了解月球的不對稱熱演化;確定隕擊盆地的下面結構和質量瘤成因;查明月殼角礫化和岩漿活動的時間演化;確定月球內部深處結構的約束;確定月球內核的大小限。一期共採集88天(2012年3月7日~5月29日)資料，二期(2012年8月31日起)到低軌採集資料。經12個月的資料分析，發布了月球重力場圖。2013年9月7日，美國宇航局發射月球大氣與塵埃環境探測器，在繞月軌道上，探測月球的外大氣層及塵埃環境，到2014年4月18日，由於燃料耗盡，按計劃高速撞擊月面而燒毀。

未來的月球探測

首個月球基地計劃藍圖

未來的月球探測設想和計劃頗多，不僅有發達國家的，也有發展中國家的，而聯合與合作則是未來的趨勢。在2007年9月13日宣布的Google月球X大獎(LunarXPrize)，激勵非政府性月球探索計劃，提供3000萬美金給任何讓機器人登上月球且符合其他指定標準的人。

美國在2004年宣布將在2020年重返月球，NASA 開始恢復載人任務的星座計劃，包括載人飛行、研究和設計月球基地。但是，2011年美國政府取消了其財政預算。AstroboticTechnology是美國的一家私人公司，經營空間機器人和行星探測任務，為贏得Google月球X 大獎，參與了2015年「獵鷹9號」的發射。Shackleton能源公司在研製機器人先驅探月車，打算2016年發射。

俄羅斯重啟月球探測計劃，包括發射軌道器、無人登月器、月震儀等月球探測器，預計在2016年發射登月器探測月球南極區並檢驗登月技術，2018年發射月球軌道器，其上面載有天體物理實驗儀器、塵埃檢測器、等離子體遙感器(包括研究超高能宇宙線的天文載荷)。

歐洲航天局近日公布了人類首個月球基地計劃藍圖。計劃由機器人在月球上就地取材，利用３D列印技術將月球上的月壤轉變成建築材料，採用中空封閉式蜂窩結構(類似於鳥骨的構造)進行建造，以達到強度和重量的完美結合。 中國原計劃在2020年發射嫦娥四號，送嫦娥三號的備份月球車考查月球。但由於嫦娥三號的成功發射，將取消嫦娥四號的發射，並計劃於2017年之前發射嫦娥五號，包括軌道器和登月器，採回月球樣品。

本文由安靜摘編自胡中為《嬋娟之謎——月球的起源與演化》中的第二章月球觀測簡史，內容有刪減，題目為編者所加。

978-7-03-045891-9

《嬋娟之謎——月球的起源與演化》分為十二部分，從神話傳說到月球文化談起，介紹月球的觀測研究簡史，接著概述月球與地球及太陽的關係、月球的基本特性、月球物質和月球隕石、月球的物理場和內部結構、太陽系起源與行星形成,在這些觀測研究結果的基礎上，主要篇幅論述月球的起源月球的地質過程和年代學、月球的熱演化和岩漿活動、月球的地質歷史,最後總結給出月球演化史概述。