明月何时“邀”我还：人类月球探测回顾与展望

俄罗斯伟大的科学家齐奥尔科夫斯基曾说过：地球是人类的摇篮，但人类终将走出摇篮，走向更广阔的空间。

上世纪50年代人类进入太空时代后，首先把目光投向月球，不仅派出使者——各类无人探测器到访月球，还相继把12位航天员送上月球。迄今为止，月球是人类到访过的地球以外的唯一一个星球。

5月31日～6月3日，世界月球大会将在北京召开，本刊特别刊发“世界月球大会速递”专栏，以飨读者。

第一次探月高潮

1958年～1976年，在冷战背景下，美国和苏联展开了以月球探测为中心的空间竞赛，掀起了第一次探月高潮。在人类进入太空时代的早期，苏联一直充当着领跑的角色，在探月方面也是如此，创造了多个第一。美国从来没有放慢进军月球的脚步，不仅很快赶上了苏联，而且在登月竞赛中拔得头筹。在将近20年的时间里，美国和苏联共发射83个月球探测器，成功45个，成功率为55.5%。1969年7月，美国阿波罗11号飞船实现了人类首次登月，把人类的第一个脚印踩上了月球。之后，阿波罗12、14、15、16、17和苏联的月球号16、20和24进行了载人和不载人登月取样，共获得了382千克的月球样品和难以计数的科学数据，月球探测取得了划时代的成就。

苏联曾经是探月先锋

从1958年至1976年，苏联发射24个月球号探测器，其中18个完成探测月球的任务。

1959年9月12日发射的月球2号，两天后飞抵月球，在月球表面的澄海硬着陆，成为到达月球的第一位使者，首次实现了从地球到另一个天体的飞行。它载的科学仪器舱内的无线电通信装置，在撞击月球后便停止了工作

世界上率先在月球软着陆的探测器，是1966年1月31日发射的月球9号。它经过79小时的长途飞行之后，在月球的风暴洋附近着陆，用摄像机拍摄了月面照片。这个探测器重1583千克，在到达距月面75千米时，重100千克的着陆舱与探测器本体分离，靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功

1959年10月4日月球3号探测器飞往月球，3天后环绕到月球背面，拍摄了第一张月球背面的照片，让人们首次看全了月球的面貌

1970年11月10日，月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天。17日在月面雨海着陆后，月球车1号下到月面进行了10个半月的科学考察。这辆月球车重756千克，长2.2米，宽1.6米，装有电视摄像机和核能源装置。它在月球上行程10540米，考察了8千平方米月面地域，拍摄了200幅月球全景照片和20000多张月面照片，直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作

1970年9月12日发射的月球16号，9月20日在月面丰富海软着陆，第一次使用钻头采集了120克月岩样品，装入回收舱的密封容器里，于24日带回地球

1973年1月8日发射月球21号，把月球车2号送上月面考察取得更多成果

最后一个月球24号探测器于1976年8月9日发射，8月18日在月面危海软着陆，钻采并带回170克月岩样品。至此，苏联对月球的无人探测宣告完成，人们对月球的认识更加丰富和完整了

美国发射的徘徊者号月球轨道器

美国的月球勘测者号探测器

曾有12个美国人登上月球

美国继苏联之后，先后发射了9个徘徊者号月球轨道器和7个勘测者号月球探测器。徘徊者号探测器样子像个大蜻蜓，长3米，两翼太阳能电池板展开4.75米。探测仪器装在前部，电视摄像机放在尾部。勘测者探测器有3只脚，总重达1吨，装有当时最先进的探测设备。最初5个徘徊者号探测器均无建树，直到1964年1月30日发射的徘徊者6号才在月面静海地区着陆。但由于电视摄像机出现故障，没有能够拍回照片。同年7月28日徘徊者7号发射成功，在月面云海着陆，拍摄到4308张月面特写照片。随后1965年2月17日发射的徘徊者8号和3月24日发射的徘徊者9号，都在月球上着陆成功，并分别拍回7137张和5814张月面近景照片。1966年5月30日发射勘测者1号新型探测器，经过64小时的飞行，在月面风暴洋软着陆，向地面发回11150张月面照片。到1968年1月1日发射的7个勘测者探测器中，有2个失败，5个成功。后来，美国又发射了5个月球轨道环行器，为阿波罗载人登月选择着陆地点提供探测数据。这一系列的无人探测，为美国的载人登月奠定了良好的基础。

1968年10月11日，美国成功发射“阿波罗7号”宇宙飞船，该飞船进行了首次载人绕月飞行试验，同年12月21日，美国成功发射“阿波罗8号”宇宙飞船，第一次实现载人绕月飞行。

1969年7月20日，美国的“阿波罗11号”宇宙飞船第一次成功实现载人登月，开创了人类认识月球的新纪元。航天员尼尔•阿姆斯特朗率先踏上月球土地，成为人类登月第一人，他当时所说的“这是个人迈出的一小步，但却是人类迈出的一大步”，成为后来在无数场合被引用的名言。同年7月24日，这艘飞船载着航天员顺利返回地球。

1969年到1972年期间，美国实施了6次技术更复杂的探月活动，其中除“阿波罗13号”飞船未能按计划登月外，其余几次均获成功。共有12名航天员登上月球，并给地面带回440千克的月岩样品，获得了大量月球照片、月球表面的科学数据和环月球轨道试验数据等，使研究人员对月球的认识上升到前所未有的高度，也为美国日后的月球探测奠定了基础。

苏联在把加加林送入太空不久后，即制订了载人登月的计划，并付出了大量努力。然而1966年苏联航天之父科罗廖夫因病去世，他具有钢铁般的意志、充沛的精力、丰富的想象力、高超的领导艺术和技术天赋。1966年以后，苏联也涌现了很多优秀人物，但没有一个能与科罗廖夫比肩。有人说，正是科罗廖夫的去世才是美苏月球竞赛达到高潮时（1968年～1969年）苏联落后的真正原因。苏联在载人登月竞赛中输给了美国，但是在1957年～1976年间，通过无人探测器，苏联积累了大量月球知识。

由于美苏的努力，月球毫无疑问地成为人类在太阳系中除地球外认识最深刻的星体。在冷战背景下，这时美苏的探月活动都是独自进行的。美国为了满足其载人登月需求，在澳大利亚、南非等地建立了遥测和控制地面站。美苏通过月球探测，建立和完善了各自庞大的航天工业和技术体系，推动了一系列科学技术的快速发展，产生了显著的社会经济效益。

阿波罗11号航天员踏上月面，实现了人类登月的壮举

世界登月第一人，美国航天员阿姆斯特朗

花 絮

第一辆无人驾驶月球车

1970年11月17日，月球车1号搭载“月球17号”在月面雨海地区着陆，这是第一次在地球对地球以外的机器人进行远程控制。这辆月球车的外形像个圆桶，上面有一个凸起的盖子，车下面是8个轮子，每个轮子都独立控制。车上的装备包括一架锥形天线、一个高精度定向的螺旋天线、四台电视摄像机，以及一些用来测量月壤密度和物理、化学特征的设备。在凸起的盖子下面是太阳能电池。天线负责将月面上的状况传送给莫斯科一个五人小组，由他们远程操控月球车的下一步行动。

这台月球车长2.2米，宽1.6米，重756千克。月球车1号一共运行了11个月（只能在月亮上的白天进行工作），一直到1978年10月4日才宣告终止，这一天是苏联发射第一颗人造卫星的日子。它一共行进了10千米，传回两万多幅电视图片和超过200幅全景照片。车上装载的X射线望远镜观测了太阳的X射线波段，而激光器则用来进行地球距离的测定试验。

沉寂后的复苏

1976年月球24号离开月球以后，由于耗资巨大等原因，各国月球探测活动曾经一度沉寂，20世纪80年代～20世纪90年代，探月相对沉寂后有所复苏。

1989年10月18日，美国发射伽利略号木星探测器，该探测器1992年11月“顺路”对月球进行了多波段成像，获取的数据被广泛用于月球影像成图和月球物质成分研究

1994年1月25日，美国发射了克莱门汀号无人月球探测器，它的主要任务是美国弹道防御局试验小型敏感器和轻型航天器部件技术，但它以月球为探测对象，对月球进行了地貌测绘

1990年1月24日，日本发射飞天号月球探测器，可惜该探测器没有从月球轨道上发回数据，但这是第一次由美苏之外的国家发射的月球探测器

1998年1月6日，美国月球勘探者号探测器发射升空，它是自阿波罗登月计划结束25年后美国真正意义上的首次探月飞行。它的任务是探测月球的地质结构、矿产分布、气体构成，确定月球上是否存在冰和磁场。它发回的数据表示在月球两极的盆地底部可能存在大量冰和水

第二次探月高潮

近年来，世界航天大国再度掀起了新一轮探月热潮。21世纪同20世纪60年代相比，科学仪器要先进得多，可以采集到更广泛、更复杂、更精确的数据，数据传输速度更快，数据处理手段更先进，从而为进一步的科学探索提供了新的可能。小型化技术的发展为制造更小的航天器提供了条件，从而可以大幅减少发射费用，进而降低总体成本。

欧洲尝试新技术

2003年9月27日，欧空局第一个月球探测器“智能一号”被发射送入太空。经过14个月的飞行，它于2004年11月15日抵达月球上空的近月轨道。经过精确的位置调整和运作后，“智能一号”进入到距离月球表面470千米到2900千米的大椭圆形最终轨道。

在绕最终轨道运转过程中，“智能一号”进行了大量科学试验，详细绘制了月球表面地形地貌图和矿物分布图，采集了其表面岩石的化学成分等重要信息。按原计划，“智能一号”本应在2005年8月结束探月旅程，但由于“表现出色”，欧空局的专家一致决定将它的服役时间延长一年。2006年9月3日，“智能一号”以7000千米的时速完成了撞击月球的最后任务，科学家希望从它激起的尘埃中寻找月球起源之谜的答案。

德国负责航天事务的经济和技术部国务秘书辛茨表示，德国可以尝试在2015年前后发射无人月球探测器。他还说，与其它欧洲国家或美国联合探月也应作为一个选项。德国航空航天中心打算在2012年至2013年间，实施德国有史以来第一个探月项目“月球探索轨道器”。

这个探月项目其实是由两个探测器组成：一个探测器借助微波和钻地雷达，“看透”月球表面以下2米～100米，了解月球的内部构造；第二个探测器能测绘月球表面微弱引力和磁场的三维彩图。由于该计划会持续4年时间，所以它还有可能捕捉到月球表面因天体撞击新形成的环形山。

这一探月项目获得成功的话，德国还将派出飞船赴月球搜集月球的岩石样本。

英国国家航天中心已宣布要面向工业界招标，对准备在2014年发射的“月光”（全称为“月球轻型内部与通信实验”）探测任务进行为期9个月的A阶段研究。该项研究的预算约为149万美元或更多。这项任务将把一颗探测器送入月球轨道。美国航宇局探测系统任务署、科学任务署和空间运行任务署将对A阶段研究提供支持。双方将在A阶段研究的同时，就美方最终是否参与这项任务继续进行磋商。英美双方曾在2008年4月宣布，“月光”可能成为由英方牵头的一项联合任务。

欧空局的“斯玛特1号”探月飞行器

英国准备发射的“月光”

日本探月愈挫愈勇

1991年，日本启动“月球”A计划，主要内容是在1995年发射“月球”A探月器。该探测器计划携带两个穿透式着陆器，并在接近月球后将它们射出，用以探察月球内部构造。但由于着陆器技术迟迟未过关，致使先于着陆器10余年开发完成的探测器严重老化，日本不得不宣布放弃这项耗资200多亿日元的计划。

1996年，日本提出了建造永久月球基地的计划。根据计划，2005年～2015年将主要完成月球的探测和技术开发并投入实际运行；2015年～2025年，将完成月球资源利用技术的积累；2025年将着手建立以月面为据点的月球空间活动站。

2007年9月14日，日本第一颗绕月探测卫星“辉夜姬”(月亮女神)号顺利发射升空，同年10月5日，“辉夜姬”进入绕月轨道，成为日本第一个月球轨道探测器。这标志着日本的太空探索又迈上了一个新台阶，正式开启了自美国“阿波罗计划”以来世界上技术最复杂、规模最大、共耗资4.78亿美元的探月计划。2009年6月11日日本的“辉夜姬”探月卫星在成功结束月球观测任务后有意撞向了月面。

“辉夜姬”是日本的第二个月球探测器。“辉夜姬”进入绕月轨道是日本的“一大步”，而“一大步”的后续还有一个雄心勃勃的月球计划。

日本宇宙航空研究开发机构已经推出了宇宙开发的2025年计划，其中登月计划是这一长期蓝图的一个主要项目。

作为登月计划的一部分，日本打算启用拟人化机器人开发月球基地。据透露，经过改装后的“升级版拟人化机器人”可以代替航天员在月球特殊环境下工作。除了机器人，日本还会给传统的太空设备更新换代，统统改装成最精良的设备。比如，本田集团目前正在研制可以在月球上行驶的汽车。

夭折的日本“月球”A计划

日本第一颗绕月探测卫星“辉夜姬”

中国即将发射嫦娥二号

2004年，中国探月工程经过10年的酝酿，最终确定中国的探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。

第一期绕月工程已在2007年发射探月卫星“嫦娥一号”，对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。

第二期工程时间定为2007年至2010年，目标是研制和发射航天器，以软着陆的方式降落在月球上进行探测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分，测定着陆点的热流和周围环境，进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析，为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。

第三期工程时间定在2011年至2020年，目标是月面巡视勘察与采样返回。其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车，对着陆区进行巡视勘察。后期即2015年以后，研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等，采集关键性样品返回地球，对着陆区进行考察，为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料。此段工程的结束将使我国航天技术迈上一个新的台阶

2007年10月24日嫦娥一号在西昌卫星发射中心发射，踏上“奔月”旅程，11月7日进入200千米的环月工作轨道。从发射升空开始，嫦娥一号卫星累计飞行494天，其中环月482天，期间经历三次月食，5次正／侧飞姿态转换，共传回1.37TB的有效科学探测数据，获取了全月球影像图、月表部分化学元素分布、月表土壤厚度等一系列科学研究成果，圆满实现工程目标和科学目标，为我国月球探测后续工程和深空探测奠定了坚实的基础。

2009年3月1日 中国的嫦娥一号探月卫星以撞月方式结束了其使命。

由嫦娥一号备份星研制的嫦娥二号卫星，将作为探月工程二期的先导星，计划于2010年下半年发射。

嫦娥一号卫星受控撞击月球表面，以此来进行“变轨”试验。通过对撞击月球表面瞬间的影像拍摄等方式，为今后探测器在月球软着陆收集科学试验数据。“嫦娥二号”有望采取软着陆的方式降落月球，来验证轨道控制等相关技术。嫦娥二号一个重要特点是，其将搭载的CCD相机分辨率比嫦娥一号高出许多，能获得更清晰更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据。嫦娥一号的空间分辨率是120米，而嫦娥二号的则达到了10米。

绕月探测

进行月面软着陆和自动巡视勘察

自动采样返回

发射前嫦娥一号测试

嫦娥一号卫星与火箭对接

嫦娥一号探月卫星发回的第一张月面图

印度探月目标是载人

2008年10月22日，印度“月船”1号由“极轨卫星运载器”C2火箭在斯里哈里科塔发射场发射升空，卫星于2008年11月12日进入距月面100千米的最终工作轨道。喷有印国旗图案的撞月装置于2天后对月面实施了撞击，让印度人颇感自豪。星上高分辨率相机发回的月球图像显示了月球山脉和月坑的壮观景象，包括那些位于月球极区终年不见阳光区域内的月坑的画面。2009年8月底，印度空间研究组织，由于失去无线电联络，“月船”1号的月球探测任务已被正式终止。

印度的第二个月球探测器“月船”2很可能在2013年前发射。“月船”2探测器载有无人月球漫游车，由印度和俄罗斯联合研制，设计工作已由双方完成，并进行了一次联合评审。

印度2009年公布了“登月计划”，该方案显示印度将于2015年实现载人航天器登月计划，并最晚于2020年实现航天员月球漫步。

月船1号上的月球撞击探测仪

印度的月船1号探月卫星

美国探月趋于理性

2009年6月18日 美国航宇局成功发射了“月球侦察轨道器”（LRO）和“月坑观测与探测卫星”（LCROSS），用于对月面进行测绘，并寻找水冰。这是NASA自1998年发射“勘月者”探测器以来首次发射月球探测器。一次向月球发射两个探测器是此前从未有过的。LRO的高分辨率相机能以最高约30厘米的分辨率对月球进行成像，而此前的最高分辨率约为20米。LRO所采集的图像是在比阿波罗探月航天员去过的更危险的地点实现安全和高精度月面着陆所需的。它采集的辐射和月球化学数据还将对潜在定居点的设计产生影响。它将在通过月球两极的主探测任务轨道上绕月飞行至少一年。整个任务有可能延长到5年。在任务的延长期内，它将会充当未来月球探测任务（比如着陆器或漫游车）的通信中继站。10月9日，LCROSS探测器及随行的“半人马座”火箭上面级成功地对月球表面进行了两次撞击。虽然没有像NASA预测的那样，撞击会形成10千米高的碎片云，溅起约350吨的月球物质，并产生一座直径20米、深4米的大坑。10月16日， NASA宣布其科学家从数据中看到了撞击所产生的碎片云，并希望能通过对其进行分析来发现溅起物中有水冰存在的迹象。

美国重返月球计划是指美国在2004年1月时任总统布什发布“新太空探索计划”即研制下一代航天器、重返月球乃至登陆火星等计划内容后，美国航宇局于2006年12月所发布的“重返月球”计划，主要描绘了本世纪美国探索月球的整体框架和目标，其核心目标是在月球上建立永久基地，并以此为跳板，为登陆火星乃至探索更遥远的太空做准备。

根据“美国重返月球计划”，美航天员首次重返月球的时间可能在2020年，最初的几次登月可能均由4名航天员完成，他们在月球表面的停留时间约为7天；随后，美国将逐步建设月球基地，其中包括建立电力供应系统、月球车装配及航天员居住区建设；最终的月球永久基地将可以保障航天员在月球上持续居住180天，可为载人探索火星做准备。

2010年2月初，现任美国总统奥巴马在向国会递交2011财政年度政府预算案中建议国会在未来5年内为美国航宇局增加约60亿美元预算，同时建议取消美国重返月球的“星座”计划。虽然这个报告还要经过国会通过，但要它起死回生，可能性不大了。美国放弃月球计划首先是由于目前预算资金不足；其次是美国经济深受金融危机的影响。这个世界上最牛的国家，现在也很“差钱”了；最后，现在不是冷战时期，美国不可能为了政治需求不顾一切的去投资。奥巴马政府还认为该计划的创新性不够，很多都是延用老技术，而且会挤掉别的很多的重要的航天项目。美国政府放弃“重返月球”计划，但鼓励私营企业开发新型火箭，此举得到了私营企业的支持，却伤了那些争强好胜的美国人的心，他们感觉“就像是要航天员搭出租车上太空”一样。

半人马座上面级成功撞月

美国09年发射的月球侦察轨道器

花 絮

第一辆有人驾驭月球车

“阿波罗计划”使用的“月球漫游车”是一款4轮车，自1969年5月开始研制，耗资3800万美元，共制造出来4辆。这款车长3米，宽2米，高1米，大小和今天的大众甲壳虫汽车差不多。空车质量209千克，加上两名航天员及设备时质量约为700千克。车上的通讯系统包括一架高增益的天线用来传输图片和数据，以及一架低增益的天线用于传输声音和电视信号。给月球车提供电力的是两个36伏的电池。在驾驶座位的中间有一台手柄，理论上说两位航天员都可以驾驶这辆车，不过习惯上都是由指令长进行驾驶。

月球车的首次使用是在“阿波罗15号”任务中。1971年7月31日，也就是阿波罗15号登上月球的第二天，指令长斯科特和登月舱驾驶员艾尔文驾驶着4轮月球车，在崎岖不平的月球表面上，越过陨石坑和砾石行驶了数千米，成为第一批在月球上驾车行驶的。当航天员们在埃尔鲍陨石坑的边沿停下时，位于休斯顿的任务控制台打开了漫游车的电视摄影机，向地球传送非常清晰的彩色图像。电视观众可以看到航天员挑选和采集月石标本。他们驾车行驶了两小时，走了8千米，之后又回到登月舱。斯科特和艾尔文在月面逗留三天，舱外活动18小时37分，驱车行进27千米，收集了约77千克月岩。

航天员驾驶美国月球车

俄罗斯月球情结更深

俄拟在2015年后建立一座全自动化的无人月球基地，在此之前拟开展4项探月任务，而“月球-全球”1是其中的第一项。作为“月球-全球”1轨道探测器的主承包商，俄罗斯卫星与行星探测器专业厂家拉沃奇金科研生产联合公司已开始该探测器B阶段的设计工作。“月球-全球”1定于2012年由联盟2型火箭发射，重120千克，用于研究月球内部构造和寻找月球矿产资源。也准备在2012年发射的“月球-全球”2将是一个携带漫游车的着陆探测器，其着陆器可能成为“国际月球网”的一部分。重58千克的漫游车将被派往月球南极，研究一座环形山，工作时间将长达1年。另两项任务称为“月球-土壤”，其中2014年发射的探测器将由轨道器和着陆器组成，着陆器将携带一辆能开展现场土壤分析的漫游车；2015年发射的第二个着陆器将带有用于送回样品的上升级。拉沃奇金公司行星探测中心副主任杰特塞娃称，“月球-全球”1探测器可能会携带穿头装置，将会拍摄月球南极。

“月球-全球”和“月球-土壤”探测任务完成后建设的自动化月球基地将由一座太阳能电站、几座通信与科学实验用着陆器站、一辆远程科研漫游车、一个着陆与发射场区和一颗轨道卫星构成。

韩国也不甘落后

韩国政府制定了长期推进宇宙探测计划的目标，其内容包括：到2020年开发出月球轨道探测器；到2025年开发出月球着陆探测器等。

新一轮全球探月热可以看出有以下特点：

首先，参与探月的国家多了，当初的探月舞台上只有美苏有实力登台亮相，如今，欧洲、日本、印度等纷纷加入到月球俱乐部。

其次，探月的目的发生了变化。上世纪美苏两国的探月活动带有强烈的政治色彩，是两个意识形态截然不同的超级大国之间的竞争。目前的探月活动弱化了政治色彩，各国说的更多的是如何通过探月活动加深对月球的了解，进而更好地认识我们生活的地球，揭开宇宙的奥妙。

第三，国际合作在探月活动中非常普遍。美国的月球侦察轨道器载有6类有效载荷，其中5个由美国制造，一个由俄罗斯制造。印度的“月船”1号载有11个科学有效载荷，其中有5个由印度本国研制，3个来自欧空局，2个来自美国航宇局，1个来自保加利亚。印度的第二个月球探测器“月船”2号将携带无人月球漫游车，由印度和俄罗斯联合研制，设计工作已由双方完成，并进行了一次联合评审。

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0.5克样品与14篇论文

1978年，美国总统卡特的安全事务顾问布热津斯基访问中国时，向当时的国家主席华国锋赠送了一件特殊礼品——一块小指尖大小的月球岩石样品。样品铸在一个类似于凸透镜的有机玻璃盒内，看着很大，但其实只有1克的重量。华国锋将样品转交给科研部门要求开展有关研究。

因样品大小有限，当时中国科研人员制定了详细的研究计划，把样品小心地切成了两块。一块用于做研究，另一块保存了起来。他们先做了非破坏性测试与研究，最后才做破坏性的测试与研究，包括矿物成分、结构构造、化学成分、微量元素、物理性质、产出环境等。对0.5克样品进行研究后，中国学者发表了14篇相关研究文章，并推断出这是由阿波罗17号飞船采集来的样品，在参考美国公布的数据后，研究人员还把样品具体到了是什么编号，并回答了其取自月球的什么位置。这些研究成果让美国人很信服。