人类或将重返月球，登月选址有何讲究

□文/吴季

如今，距离人类最后一次从月球上离开，已过去了50 年，人类再也没有去过月球。2004 年，美国政府在其新的空间探索计划中提出重返月球，并以此为跳板实施载人登陆火星计划，宣告了其重返月球计划的再次启动。2017年，美国国家航空航天局正式启动了阿尔忒弥斯（Artemis）计划，该计划旨在于2024年实现人类重返月球。最近备受关注的“太空发射系统”（SLS）重型火箭，则是美国重返月球计划的关键一步。

月球南极登陆，有好处也有不利因素

与阿波罗计划不同，阿尔忒弥斯计划准备在月球的南极着陆。近期，美国国家航空航天局公布了月球南极附近的13 个预选着陆区。之所以选择南极，主要有3 个原因。

第一，在月球南极存在一些常年无法被阳光照到、永久黑暗的陨石坑。经过雷达回波探测，科学家判断在这些陨石坑底部可能存在水冰。如果科学家的推断被证实，这些水冰不但可以支持未来人类月球基地对用水的需求，还可以通过电解水提取氢气和氧气，为火箭发动机提供燃料。要知道，从月球上生产燃料为飞船加注，比将这些燃料从地球上带过去要便宜得多，可以大大降低人类探索深空的成本。

第二，月球南极能够被阳光照射到的高地，可以连续获得太阳光的照射，每年的连续光照时间甚至可达10 个月，不存在月球低纬度地区长达14 个地球日的月夜。

第三，由于连续光照，该地区的温度变化不大，不像在月球低纬度地区，昼夜温差会超过250℃。这可以大大降低研发载人登月设施的技术难度。

尽管如此，降落在月球南极并在那里建立人类科研和生活基地，也存在着很多不利的因素。首先，那里没有平坦的月海，多高山峡谷，降落、起飞都会十分困难，因此对着陆时机的要求很高。一旦错过原定着陆点，下一次着陆能找到另一块平坦的备选着陆点的可能性很小。其次，高地上平坦的活动空间不多，也不利于载人月球车的移动。此外，可能保存有水冰的永久黑暗陨石坑底部见不到阳光，探测水冰的探测器和挖掘机械的能源必须由位于高地的基地供给，因此基地到坑底的能源输送需要额外的基础设施，必须事先建设好，才能进入水冰的提取和燃料生产阶段。

月球南极

克服寒冷月夜后，月海或更适合建基地

相比之下，如果将载人登月和以后基地建设的地点选择在月球北纬、中纬度等靠近零度经线的月海中，除了没有南极那样的水冰、月夜能源需求高和昼夜温差大，其他方面都是优点。比如，月海中地势平坦，非常适合飞船的起飞和降落，也方便载人月球车的长距离行驶，扩大了人员活动的范围。此外，月海的月壤中有大量的氧化物，通过还原法也可以提炼出液氧燃料，只是复杂度比从水中提取要高，要消耗更多的能源。而且在不远的未来，一旦相关技术成熟，还可以从月海的月壤中提取核聚变燃料氦-3。

在中纬度的月海中着陆，最大的困难是要克服长达14 个地球日的寒冷月夜。不过，目前有很多相关研究工作正在展开，目的是为解决月夜问题提供可行的方案。比如，在月日高温时，将月球表面的大量热能存储下来，在月夜期间慢慢释放；利用月壤中的硅就地建造大面积、高灵敏度的太阳能帆板，使其在月夜期间也可以利用地球对太阳光的反射光，产生一定量的电能；在月球轨道上布设带有太阳能反射镜的月球卫星，将太阳光反射到基地的大面积太阳能帆板上进行发电。当然，如果小型、安全的核能发电站能够尽快突破其关键技术，就可以更容易地解决中纬度月球基地的月夜能源需求问题。

至于人员的生活用水，似乎并不是很大的问题。因为根据地球轨道空间站发展出来的循环利用技术，水的循环利用率可以达到约90%，再加上不断从地球向月球进行少量的水补给，人员的生活用水是可以得到满足的。

综上所述，除了美国国家航空航天局正在关注的月球南极着陆方案，在月球北纬、中纬度地区的月海中建立载人登月基地，也已受到越来越多相关机构的关注，并已开始布局多项研究。

伴随着各项登月计划的实施，人类在近期重返月球的目标一定会成为现实。作为中华民族伟大复兴征程中必不可少的一项举措，也是我国载人航天计划发展的必然选择，伴随着中国地球轨道空间站任务建设的完成并进入应用阶段，中国也开始论证下一阶段的载人航天任务，其中一个重要的目标就是载人登月。中国人登上月球的梦想，也会在不远的未来变为现实。

人类月球基地假想图

延伸阅读

技术创新降低成本，推动载人登月计划“回归”

为什么在阿波罗计划之后，人类就再也没有登上过月球呢？其实，最主要的问题是经费问题。在美苏“太空争霸”的年代，美国政府因为政治原因，在阿波罗计划中投入了大量的经费，最高峰的时候，政府预算的6.5%都投到了阿波罗计划中。但是，在那之后，政治上的需求就不再那么紧迫，继续登月的政治意义大大降低，美国政府也就不会再拿出那么多钱投入太空探索的项目中了。

人们不禁要问，以20 世纪60 年代的技术能力，也许人类登月需要花费巨额经费，现在的技术已经比那时先进了不知多少倍，还需要花费那么多钱吗？这就要说一下政府航天任务的特点了。政府航天任务因为花的是纳税人的钱，所以总是要确保万无一失，特别是载人航天任务，更是不能出半点儿差错。尽管这么多年过去了，但政府航天任务的这个特点一直没变。因此，虽然技术进步了，但是任务的成本并没有减少，甚至比之前还要更高了。这就是为什么50 年过去了，人类一直没有再次回到月球上。甚至当时阿波罗登月用的、人类迄今为止推力最大的火箭——“土星5 号”，都已经不复存在了。

但是，近年来，这种情况有所改变。一方面，商业航天逐渐兴起，由于经费来源不同以及市场的推动作用，人类进入太空的成本通过技术创新一降再降，目前已经降到了政府航天成本的1/10；另一方面，欧洲、日本、中国和印度等都纷纷启动了经费体量适中的月球探测计划。特别是中国的“嫦娥工程”连续成功实施数次，其中有3 次成功着陆，还有1 次成功地将月球样品带回了地球。这些计划在不同程度上都打破了20 世纪六七十年代美国和苏联对月球探测的垄断，也迫使各国加快推动相关技术的研发，间接推动了载人登月计划的实施。