【环时科技观察】月球探测，人类走到哪一步了？

【环球时报综合报道】编者的话：继印度于7月发射该国第三个月球探测器——“月船3号”之后，俄罗斯在8月11日成功发射“月球-25”号月球探测器。之所以称为“月球-25”号，是因为苏联曾发射过24个“月球”系列空间探测器，但从1976年苏联发射“月球-24”号探测器之后，近50年中，苏联/俄罗斯再没发射过月球探测器，所以俄罗斯这次发射备受瞩目。“月球-25”号有望成为世界首个在月球南极着陆的月球着陆器，如果不成功，前不久进入月球轨道的印度“月船3号”也有望创造这一纪录。今年，日本计划发射首个月球着陆器，美国则计划发射商用月球着陆器。这些活动推动人类探月进入新高潮。

俄尝试重振探月大国雄风

在冷战时期，苏联为与美国进行太空争霸，发射了大量月球探测器。从1959年到1976年，苏联先后发射了24个“月球”系列探测器，其中成功或部分成功16次，它们完成了软着陆、巡视探测和采样返回等任务，取得大量成果，为苏联赢得了多个世界探月第一。

然而，由于苏联当时探月主要是为了政治目的，而且耗资巨大，所以在1976年8月9日发射“月球-24”号之后，苏联再没有发射月球探测器。1976-1994年，全球探月活动进入低潮。从1994年起至今，人类探月又逐渐进入到第二次高潮阶段。但苏联解体后，俄罗斯因为受经济等因素影响，一直没有发射任何月球探测器，先后发射的两个火星探测器也失败了，这给俄罗斯空间探测活动造成打击。

俄罗斯一直想重振昔日探月大国的雄风。经过多年努力和多次推迟，俄罗斯终于在本月11日发射延续苏联时代“月球”系列探测器的“月球-25”号，这既有重大政治意义，也有显著的科技和经济影响。作为俄罗斯宏大的月球探索与开发计划第一阶段的首个任务，“月球-25”号有三大科学目标：一是探测极区的月壤里是否真有水冰，水冰有多少，如果成功，它将是全球首个对月壤水分质量进行直接估算的月球着陆器，并可把估算结果与月球轨道器获得的数据对比，完善对整个月球南极的水资源含量评估。二是通过研究从艾特肯盆地深处抛射到月表的物质，进一步了解地月系统的形成与演化。三是首次开展月球极区外逸层中空间等离子体与中性粒子及月尘之间进行相互作用的研究，揭秘外逸层中各种粒子间的动力学过程。研究成果将对后续无人和载人月球探测与开发项目产生重大影响。

为此，重约1.8吨、设计寿命1个地球年的“月球-25”号装备了31公斤共9台科学探测仪器以及一个月壤采样机械臂。例如，用于寻找稀土元素，测定风化层中化学束缚水的含量和天然金属与合金、分析月尘成分的激光电离质谱仪；用于评估水和羟基分子含量的月球红外光谱仪；用于分析月球风化层的组成与性质，研究太阳风与月表、月球两极外逸层的相互作用，以及风化层表层离子的解吸过程的离子和中性粒子分析仪；用于测定着陆点月壤表层1米深度的元素组成及含水量的中子-γ频谱仪；用于探测近月表尘埃等离子体环境参数的微颗粒测量仪等。值得注意的是，“月球-25”号将使用一个铲子从月球表面之下15厘米处采集岩石样本，以检测是否存在可能支持人类生存的冰冻水。

按计划，“月球-25”号将于8月21-22日在月球南极附近着陆。而印度“月船3号”计划在8月23-24日在月球南极附近的曼齐努斯U陨石坑西南方向进行软着陆。两个着陆器的着陆点相距仅约120公里，它们计划的月球南极着陆时间只差两三天。此次任务之后，俄罗斯还打算陆续执行一系列探月计划。

亚洲探月，中国领先

目前，中国、印度、日本、韩国和阿联酋等多个亚洲国家都在积极开展月球探测工作，中国在探月方面独占鳌头，成功发射、运行了6个月球探测器，于2020年在亚洲率先完成了“绕月探测、落月探测、月球采样返回探测”的“三步走”发展战略，对月球进行了全球普查、区域详查和精查，并正在实施探月四期工程，现已通过嫦娥四号在世界上首次实现了月背着陆探测。

目前，我国嫦娥三号着陆器仍在工作，是世界上迄今在月面工作时间最长的月球着陆器；在月球背面着陆的玉兔二号月球车也每天都在打破世界纪录，成为人类在月面工作时间最长的月球车。值得一提的是，2020年11月24日我国发射的嫦娥五号月球采样返回器，于当年12月17日把1731克月壤带回地球，使我国成为第三个在月球采样返回地球的国家，并成为世界上首个成功进行月球轨道无人交会对接的国家。

未来我国将于2024年前后发射嫦娥六号，完成月背采样返回任务；将于2026年前后发射嫦娥七号，开展月球南极环境与资源详查；将于2028年前后发射嫦娥八号，开展月球资源利用试验验证，构建月球科研站基本型。

除中国外，多个亚洲国家也正在积极开展探月活动。其中印度显得更为突出，今年7月14日发射了第三个月球探测器“月船3号”。由于印度运载火箭推力有限，无法把“月船3号”直接送入地月转移轨道，所以它在8月5日才进入月球轨道。

因技术原因，它拟于8月23日在月球南极表面软着陆。这意味着如果一切顺利，俄罗斯“月球-25”号可能比印度晚发射但提前几天在月球南极着陆。另外，“月船3号”的设计寿命只有14个地球日，俄“月球-25”号设计寿命为1个地球年。现在的关键是看它们谁能在地形复杂的月球南极成功着陆。

另一个亚洲探月大国日本计划在本月25日发射“小型月球探测智慧着陆器”，它将演示验证精准月球着陆技术，并携带着陆雷达和表面矿物探测多波段相机等科学探测仪器，其中多波段相机将评估当地的矿物环境。如果成功，它将是日本首次进行落月探测。日本早在1990年1月24日就率先打破美苏对探月的垄断，发射了首个月球探测器“飞天”号。2007年9月13日，日本又发射了先进的“月女神”月球轨道器。

2022年12月，全球首个商业登月任务、日本民营航天公司iSpace的“白兔-R”着陆器搭乘美国“猎鹰9号”火箭发射升空，于今年3月21日进入环月轨道。4月26日，原定在月球着陆时失去联络；5月26日，日本iSpace公司宣布着陆月球任务失败，日本未能成为继美国、苏联和中国之后第四个实现月球软着陆的国家，搭乘在“白兔-R”上的阿联酋第一个月球探测器“拉希德”号月球车也随即宣告失败。

2022年8月，韩国第一个月球探测器——“享月”号由美国“猎鹰9号”火箭发射升空，使韩国成为世界上第七个进入探月俱乐部的国家。

美加速“重返月球”

美国是探月强国。在冷战时期，美国先后发射了多个系列的月球探测器，并成功实施了6次载人登月。冷战结束后，美国又先后发射了“克莱门汀”“月球勘探者”“月球勘测轨道器”“月球坑观测与感知卫星”“月球重力恢复和内部实验室”“月球大气和尘埃环境探测器”等先进月球探测器。

2022年6月28日，美国“拱石”月球探测器升空，它是美国国家航空航天局（NASA）主导的一项地月空间立方星任务，旨在通过与商业伙伴合作，低成本地完成任务，对未来月球空间站计划将采用的近直线晕轨道进行验证并测试新型导航技术，以降低未来任务的风险。

2022年11月16日，美国用首枚“航天发射系统”发射了无人“猎户座”飞船，实施“阿尔忒弥斯-1”任务，开启了“重返月球”之旅。25天以后“猎户座”返回地球。“阿尔忒弥斯-1”的任务是进行无人绕月飞行，之后将通过“阿尔忒弥斯-2”任务进行载人绕月飞行，最后将通过“阿尔忒弥斯-3”任务完成载人登月。但在本月8日，NASA官员表示，若关键系统研发进度跟不上，“阿尔忒弥斯-3”最终可能不包括宇航员登陆月球这一环节。

美国“阿尔忒弥斯”计划有两大特点：一是开展广泛国际合作，到今年7月，已有28个国家签署了《阿尔忒弥斯协定》。二是让私营企业参与其中。NASA制定的“商业月球有效载荷服务”计划可为那些对月球感兴趣的小公司提供机会。例如，今年美国休斯敦直觉机器公司将用“猎鹰9号”发射其“新星-C”无人月球着陆器，执行“商业月球有效载荷服务”任务。它共携带100公斤有效载荷，主要包括5个NASA的科学探测仪器。此外它还搭载英国公司研制的轮式月球车、美国安柏瑞德航空大学研发的鹰眼相机以及国际月球天文台协会的ILO-X望远镜。

全球探月呈现新趋势

欧洲和以色列也开展过月球探测活动。2003年9月，欧洲成功发射第一个月球探测器——“斯玛特-1”，它是世界第一个联合使用太阳能电推进系统和月球引力的空间探测器。2019年2月，以色列首个月球探测器“创世纪”升空，于同年4月成功进入环月轨道，但在着陆过程中坠毁，人类首个私人赞助的探测器登月计划宣告失败。不过，以色列正在研制“创世纪-2”月球探测器，并获政府资助。

综合来看，全球月球探测正呈现出一些新趋势。例如，探测月球的国家越来越多，不再被少数几个国家垄断；已有一些私营公司开始从事商业月球探测活动，这有利于降低国家对探月的巨大投资和探月成本，促进探月新技术发展，获取更大的科技和经济效益；大型探月活动开始采用国际合作方式，例如美国“阿尔忒弥斯”计划和中俄的国际月球科研站计划，这有利于各显神通，降低研制难度、研制成本并缩短研制周期，共享探月成果；随着月球探测技术水平不断提高，探月方式也越来越多，从而不断扩大月球探测的广度和深度。

未来人类不仅要发射大量月球轨道器，还要进行更多月面活动，包括有人和无人操作月球车、建立月面观测台、就地资源利用、多学科实验和建立月球基地。月球是人类共同的财富，探月将为全人类带来更多福祉。（作者是全国空间探测技术首席科学传播专家）