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(yīng)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(lián)。1959年，蘇聯(lián)發(fā)射了一個飛越月面的探測器，之后又發(fā)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(zhì)學家哈里森·施密特重返阿波羅17的登月艙時，NASA已經(jīng)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(lián)所進行的包括軌道飛行器和著陸探測器的對月探測持續(xù)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(fā)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(jīng)變成現(xiàn)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?！背鲇谡魏托麄魃系男枰藗冊谔剿髟虑虻臅r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(huán)節(jié)被省略了?！鞍⒉_”登月計劃結(jié)束后，科學家們優(yōu)先考慮探測別的星球?？墒聦嵣?，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(zhì)概況是了解其它行星和太陽系以及地月系統(tǒng)構(gòu)成的關(guān)鍵。所以，在這個意義上“月球是一部關(guān)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(qū)摳出去的。然而“阿波羅”登月探險的結(jié)果表明，地球和月球的結(jié)構(gòu)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(jīng)分析發(fā)現(xiàn)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(qū)域。根據(jù)這些證據(jù)，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(jù)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(fā)現(xiàn)，這些土壤與巖石無關(guān)，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(xiàn)象。當阿波羅15的宇航員們使用溫度計時，他們發(fā)現(xiàn)讀數(shù)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(zhì)發(fā)出的，可是這些放射性物質(zhì)（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(xiàn)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(jīng)有過磁場，那么它就應(yīng)該有個鐵質(zhì)的核心，可是可靠的證據(jù)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(jīng)“克萊門汀”計劃和“月球勘探者”勘查，很可能是太陽系內(nèi)年代最老、面積最廣、深度最大的盆地。地質(zhì)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(nèi)的各種物質(zhì)，這些物質(zhì)對了解月球內(nèi)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(wù)。早在38.5億年前，太陽系內(nèi)的猛烈轟擊就已停止，在那以后，生命才得以孕育并持續(xù)至今。目前估計艾特肯盆地的年齡約在39億年，如果這個數(shù)字沒錯，它將證實關(guān)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(zāi)變說將讓位于演化說，但正如行星地質(zhì)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(jù)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(xiàn)美國“太空探索新構(gòu)想”的關(guān)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(xiàn)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(qū)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(chǎn)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(xiàn)火星登陸至關(guān)重要。

根據(jù)美國航天構(gòu)想，登月計劃的第一步是將月球著陸器及“地球出發(fā)站”（一個巨大的推進艙）等發(fā)送上天；第二步，在月球著陸器和“地球出發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)展日程，希望搶占未來的能源基地。

現(xiàn)在，地球的人口已經(jīng)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。

相關(guān)鏈接：

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(fā)射一顆衛(wèi)星；在2009年或2010年向月球發(fā)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(fā)機構(gòu)正在制定該國太空開發(fā)的遠景規(guī)劃，其中包括雄心勃勃的登月計劃。5年內(nèi)，日本要研制出能夠在月球進行探險的機器人；10年內(nèi)，開發(fā)出能夠使人類在月球長期停留的一整套技術(shù)；20年內(nèi)，開始在月球上建造進行科學研究的基礎(chǔ)。

印度：印度計劃在2008年發(fā)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(fā)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(jīng)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(huán)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(xiàn)在月球表面著陸，并采樣返回。

【責任編輯】蒲暉