嫦娥四號(hào)的使命與月球探索的復(fù)興

編譯 劉行一

2018年12月8日，嫦娥四號(hào)發(fā)射升空，成為世界首個(gè)在月球背面著陸的航天器。此次發(fā)射是探月新銳中國(guó)近來(lái)一系列探索任務(wù)中的最新行動(dòng)。

不僅是中國(guó)，在上一輪太空競(jìng)賽落幕的半個(gè)世紀(jì)之后，人們重新點(diǎn)燃了對(duì)地球天然衛(wèi)星的熱情。一些科學(xué)家認(rèn)為人類正迎來(lái)月球探索和航天科學(xué)的復(fù)興。

競(jìng)逐月球

人類對(duì)月球的探索始于20世紀(jì)中葉。當(dāng)時(shí)的美國(guó)和蘇聯(lián)在太空探索霸權(quán)的爭(zhēng)奪背景下開(kāi)展了大量探月任務(wù)（見(jiàn)“向月球進(jìn)發(fā)”）——當(dāng)然很多都失敗了。這一競(jìng)賽隨著1969年阿波羅計(jì)劃將人類送上月球達(dá)到了高潮。

這些早期任務(wù)的驅(qū)動(dòng)力量與其說(shuō)來(lái)自科學(xué)探索，不如說(shuō)是源于地緣政治，但正如歐洲航天局人類和機(jī)器人探索戰(zhàn)略官詹姆斯·卡彭特（James Carpenter）表示，這些行動(dòng)給后人留下了“極其寶貴的科學(xué)財(cái)富”。阿波羅計(jì)劃所采集的樣本讓科學(xué)家不僅認(rèn)識(shí)了月球，還理解了行星形成和內(nèi)太陽(yáng)系的歷史——直到今天人們?nèi)栽谘芯窟@些樣本。

探月復(fù)興

隨著激動(dòng)人心的太空競(jìng)賽宣告落幕，一切也陷入了沉寂。1976年，蘇聯(lián)進(jìn)行了最后一次登月任務(wù)，同時(shí)美國(guó)也因預(yù)算不足和政治意愿問(wèn)題取消了原先的計(jì)劃。密蘇里州行星科學(xué)研究所月球科學(xué)家雷恩·沃特金斯（Ryan Watkins）說(shuō)：“崇敬和贊嘆之情開(kāi)始一點(diǎn)點(diǎn)褪去。”而新開(kāi)發(fā)的太空技術(shù)被應(yīng)用在了太陽(yáng)系的其他地方。

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

這些飛行器借助前沿的成像技術(shù)和各式各樣的科學(xué)儀器，共同繪制出了月球地圖。這些數(shù)據(jù)改變了科學(xué)家對(duì)月球的認(rèn)知。例如，已有明確證據(jù)表明月球極地有水冰，月球歷史上的地質(zhì)活動(dòng)可能一度較為活躍，直到近期才有所放緩。

卡彭特認(rèn)為，這些發(fā)現(xiàn)為人類重返月球奠定了基礎(chǔ)。許多登月任務(wù)已處于準(zhǔn)備階段，我們正在迎來(lái)“一次探月復(fù)興潮”。一些科學(xué)家甚至在暢想建造月球基地（見(jiàn)“時(shí)間軸”）。

已有一個(gè)著陸探測(cè)器登上過(guò)月球了：2013年，嫦娥三號(hào)成為自上世紀(jì)70年代以來(lái)第一個(gè)執(zhí)行登月任務(wù)的探測(cè)器，嫦娥四號(hào)緊隨其后。其他國(guó)家如美國(guó)、印度、日本和俄羅斯也在計(jì)劃發(fā)射著陸器。

登陸位置是這些任務(wù)中的一個(gè)重要考慮因素。20世紀(jì)中葉的登月地點(diǎn)僅限于月球正面幾片很相似的區(qū)域。沃特金斯表示，當(dāng)時(shí)采集的樣本對(duì)整個(gè)月球不具代表性。她說(shuō)：“現(xiàn)在人們正在努力獲取更多樣化的樣本?！?。

這一次，嫦娥四號(hào)首次對(duì)隕石坑密布的月球背面的地質(zhì)狀況展開(kāi)科學(xué)研究。卡彭特正在從事的PROSPECT是一個(gè)計(jì)劃參與2022年俄羅斯著陸器計(jì)劃的歐洲項(xiàng)目，將在月球南極區(qū)域鉆探，尋找資源開(kāi)采的可能性。

卡彭特對(duì)現(xiàn)代月球探索所展現(xiàn)出的國(guó)際合作精神感到振奮。各國(guó)航天機(jī)構(gòu)越發(fā)認(rèn)識(shí)到了國(guó)際合作和協(xié)調(diào)的重要性——這與早期從緊張的對(duì)抗中孕育而生的探月計(jì)劃截然相反?！拔艺J(rèn)為太空探索應(yīng)該是人類共同的努力方向，而非各國(guó)獨(dú)立開(kāi)展的任務(wù)。”

資料來(lái)源 Nature