月球是地球的近鄰，自古以來(lái)人類就對(duì)之遐想不已。嫦娥翩躚，吳剛伐樹，它是無(wú)數(shù)文人墨客靈感的來(lái)源。1969年阿波羅飛船成功登月曾經(jīng)讓人類激動(dòng)不已。不過(guò)自1972年美國(guó)“阿波羅”計(jì)劃完成后，月球探測(cè)就悄無(wú)聲息達(dá)25年之久。直到90年代后半期，月球探測(cè)再度升溫，與早期的月球探測(cè)不同，20世紀(jì)末的探測(cè)要?jiǎng)?wù)實(shí)和緊張得多。各個(gè)國(guó)家一方面想揭開更多的月球奧秘，另一方面則是在跑馬圈地，占有更多的太空資源。
一、蘇美登月之戰(zhàn)
通常認(rèn)為，蘇美在月球上的競(jìng)爭(zhēng)始于1961年，加加林飛入太空之后。這樣說(shuō)不夠完全，其實(shí)在1957年10月首次發(fā)射地球衛(wèi)星之后蘇美就都把目光轉(zhuǎn)向了月球。它們之間的競(jìng)爭(zhēng)如此的激烈，幾乎總是同時(shí)向月球發(fā)射火箭。1958年8月美國(guó)第一次用“尤諾”號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射了“開拓”者月球站，9月蘇聯(lián)用“東方”號(hào)火箭發(fā)射了“東方—1”號(hào)月球站，美蘇兩國(guó)的發(fā)射都失敗了。
10月11日美國(guó)進(jìn)行了第二次嘗試，發(fā)射了“尤諾”號(hào)，第二天蘇聯(lián)也發(fā)射了第二枚“東方”號(hào)，兩國(guó)的發(fā)射都沒(méi)有成功。11月8日美國(guó)再次發(fā)射“尤諾”號(hào)，又失敗了。莫斯科決定放棄這輪比賽。因?yàn)樵O(shè)計(jì)師們沒(méi)有把握成功，他們不想在十月革命節(jié)讓國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人傷心。12月6日和9日僅相隔三天美國(guó)和蘇聯(lián)又分別發(fā)射了各自的火箭，這又是一次失敗的嘗試。
只是到了1959年1月2日“東方”號(hào)才平安地飛往月球方向，但沒(méi)有把“月球—1”號(hào)站送上月球，有6000公里的誤差。而美國(guó)的火箭只是到了3月3日才擺脫了地球的引力，但它也沒(méi)能把月球站送上去，有6萬(wàn)公里的誤差。
1959年12月華盛頓決定停止這種競(jìng)賽。而蘇聯(lián)的著名設(shè)計(jì)師科羅廖夫還在一次次地試圖把月球站發(fā)射上去，但是他一次次地失敗了。截止到1965年底蘇聯(lián)共發(fā)射了21個(gè)月球站，其中一些炸毀了，一些從月球旁邊飛過(guò)了，還有一些到達(dá)了月球，但是碰壞了，不能發(fā)送任何信息。
后來(lái)才知道，這不過(guò)是登月大戰(zhàn)前的序曲。在加加林進(jìn)入太空美蘇開始認(rèn)為，把自動(dòng)儀送上月球已沒(méi)有什么價(jià)值，只有將人送上月球才算真正戰(zhàn)勝對(duì)手。
美國(guó)動(dòng)用全部物力和財(cái)力來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。航天工業(yè)的巨頭波音公司、洛克希德公司和羅克韋爾公司得到源源不斷的巨額資金，它們打算在1970年之前將美國(guó)人送上月球。
很快便取得了初步成果。從1966年8月起開始實(shí)施月球研究劃，一年內(nèi)發(fā)射了5個(gè)觀測(cè)站，它們提供了有關(guān)月球表層的充分?jǐn)?shù)據(jù)。從1966年2月起開始對(duì)無(wú)人駕駛的“阿波羅”號(hào)飛船進(jìn)行近地軌道的飛行試驗(yàn)，美國(guó)正是打算用這種飛船完成登月計(jì)劃。失敗是成功之母，1967年1月“阿波羅”號(hào)飛船在做地面試驗(yàn)時(shí)發(fā)生火災(zāi)，3名宇航員全部被活活燒死，這使美國(guó)實(shí)現(xiàn)登月計(jì)劃的時(shí)間推遲了一年。1968年10月宇航員開始駕駛“阿波羅”號(hào)飛船，美國(guó)人就要登月了。
1964年8月蘇共中央和部長(zhǎng)會(huì)議正式批準(zhǔn)了登月計(jì)劃。這項(xiàng)計(jì)劃的領(lǐng)導(dǎo)人是科羅廖夫，他應(yīng)當(dāng)在1968年將兩名宇航員送上月球，其中一人要在月球上實(shí)現(xiàn)行走。
1967年3月和4月從拜科努爾航天中心向近地軌道發(fā)射了“宇宙-146”號(hào)和“宇宙-154”號(hào)兩艘無(wú)人駕駛飛船進(jìn)行試驗(yàn)性飛行。隨后應(yīng)當(dāng)向月球發(fā)射飛船，但是1967年9月和11月運(yùn)送飛船的“質(zhì)子”號(hào)火箭連著發(fā)生了兩起事故。只是到了1968年3月才順利地發(fā)射了飛船，但是返回地球時(shí)，方向系統(tǒng)出了故障，為了不落入敵人手中，它被自爆系統(tǒng)炸毀了。隨后的兩次發(fā)射也不順利，1968年4月“質(zhì)子”號(hào)火箭出現(xiàn)事故，7月14日因火箭事故死一人重傷兩人。
1968年9月“探測(cè)器—5”號(hào)飛船發(fā)射順利，上面裝了兩只哈薩克草龜，這兩只烏龜是第一個(gè)繞月球飛行并回到了地球的生物，它們被記錄在吉斯尼紀(jì)錄大全中。但是飛船沒(méi)有在哈薩克著陸，而是落入了印度洋，在美國(guó)人的眼皮底下它被撈了回來(lái)。1968年11月“探測(cè)器—6”號(hào)飛船沒(méi)能正常返回地球。起先是飛船失去密封性，在5300米的高空降落傘提前自動(dòng)打開，最后像塊石頭似地墜落到地面。但是儀器拍攝的照片奇跡般地被搶救了出來(lái)，第一次獲得了有關(guān)月球的彩色照片。
蘇聯(lián)越來(lái)越遠(yuǎn)地落后于美國(guó)。要想縮小這種差距只有借助于美國(guó)人的失敗。1968年12月“阿波羅”號(hào)載人飛船飛繞月球，并平安地返回了地球。1969年2月蘇聯(lián)發(fā)射了當(dāng)時(shí)的超級(jí)火箭--H1，但是它54秒后就爆炸了。3月“阿波羅-9”號(hào)在近地軌道飛行順利。1969年5月“阿波羅-10”號(hào)成功地進(jìn)行了在月球軌道上飛行試驗(yàn)，顯然美國(guó)人登上月球是指日可待的事了。
二、阿波羅歷險(xiǎn)登月
1969年7月20日下午3點(diǎn)17分，在休斯敦的航天飛行控制中心，人們終于聽到了“阿波羅”11號(hào)飛船指令長(zhǎng)尼爾·阿姆斯特朗那兩句讓整個(gè)世界等得有點(diǎn)不耐煩的話：“這里是靜海。飛鷹號(hào)已經(jīng)著陸。”
來(lái)自50多個(gè)國(guó)家的電視和電臺(tái)記者正凝神諦聽著美國(guó)國(guó)家航天局的通訊線路。幾秒鐘之后，世界各地的數(shù)十億人在得知這一消息后都?xì)g呼起來(lái)。每個(gè)人都急切地想聽到“阿波羅”登月飛船上的宇航員說(shuō)了些什么，當(dāng)時(shí)幾乎沒(méi)有人注意到地面控制中心指令員查利·杜克那幾句精采的答話：“明白，靜海。我們地面上的人和你們一樣緊張。你們讓這里的一幫人大驚失色。現(xiàn)在我們終于松了一口氣。多謝。”
1202警報(bào)
為何飛行控制人員的情緒一度會(huì)如此近乎絕望呢？公眾所不知的是，“阿波羅”11號(hào)飛船的登月行動(dòng)曾經(jīng)瀕于災(zāi)難的邊緣。
最早的危險(xiǎn)信號(hào)出現(xiàn)在登月艙距離月球表面僅6000英尺的時(shí)候。當(dāng)時(shí)，登月艙正向月球做著陸前的最后“沖刺”。艙內(nèi)計(jì)算機(jī)顯示屏上的黃色警示燈忽然開始閃爍。“程序警報(bào)，”阿姆斯特朗脫口道。
坐在他身旁的布茲·奧爾德林敲了一下顯示板上的一個(gè)按鍵，向地面控制中心報(bào)告說(shuō)：“1202。”他很鎮(zhèn)定，但稍稍有些納悶：1202這個(gè)警報(bào)代碼究竟是什么意思？他記不起在模擬訓(xùn)練中曾經(jīng)遇到過(guò)這個(gè)代碼。
在地面控制中心，26歲的史蒂夫·貝爾斯坐在指揮臺(tái)前，監(jiān)視著登月艙的計(jì)算機(jī)和導(dǎo)航系統(tǒng)。高級(jí)飛行控制員吉恩·克蘭茲走到話筒前，向他發(fā)問(wèn)：“1202是什么東西？”
頓時(shí)，貝爾斯成了眾人注意的焦點(diǎn)。登月艙正在沖向月球，計(jì)算機(jī)卻報(bào)告說(shuō)某個(gè)地方出了問(wèn)題。他需要幾秒鐘時(shí)間思考。但首先他必須保持鎮(zhèn)靜。“等一會(huì)兒，”他答道，想爭(zhēng)取點(diǎn)時(shí)間。
奧爾德林希望馬上知道答案。他說(shuō)：“請(qǐng)通報(bào)1202警報(bào)的義。”在宇航員的行話中，他是在詢問(wèn)他和阿姆斯特朗要不要放棄登月。
貝爾斯沒(méi)有時(shí)間思考了。登月艙正在進(jìn)入航天局內(nèi)部人員私下所說(shuō)的“死亡區(qū)間”。
死亡區(qū)間
在登月艙脫離繞月球飛行的指令艙開始獨(dú)立飛行之后，一旦出現(xiàn)問(wèn)題,其乘員艙(即上升級(jí))差不多可以隨時(shí)與下面的降落級(jí)分離。即便主計(jì)算機(jī)的其他軟件出了故障，登月艙的指揮系統(tǒng)中還包含一個(gè)特別程序，可以在得到通知后一秒鐘內(nèi)執(zhí)行緊急分離操作。然后，上升級(jí)內(nèi)的獨(dú)立引擎可以把宇航員送回到軌道上，與指令艙會(huì)合。 同樣的操作在月球表面也可進(jìn)行。只要安排好上升引擎的點(diǎn)火時(shí)間，使上升級(jí)能與頭頂上軌道中的主飛船剛好相遇，登月艙的上面一級(jí)是可以十分迅速地離開月球的。
然而“死亡區(qū)間”卻是一個(gè)充滿了不確定性的短暫時(shí)段。在登月艙降落前的最后3分鐘內(nèi)，存在一個(gè)10秒鐘的時(shí)間段，這期間登月艙以很快的速度呼嘯而下，倘若此時(shí)采取緊急措施放棄登月，點(diǎn)燃上升引擎，那么整個(gè)燃料箱將會(huì)因下降沖力的作用而報(bào)廢。上升級(jí)將會(huì)無(wú)法向上爬升，與100公里上空軌道上的主飛船會(huì)合。相反，它將會(huì)墜毀在月球上。
當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)出1202警報(bào)時(shí)，距離“死亡區(qū)間”只有20秒。如果貝爾斯要建議放棄登月，他必須當(dāng)機(jī)立斷。
根據(jù)規(guī)則，1202警報(bào)代碼是指登月艙的計(jì)算機(jī)隨時(shí)可能死機(jī)。貝爾斯作出了一生中最大膽或許也是最草率的決定，他通過(guò)頭上戴的話筒對(duì)克蘭茲和其他控制人員說(shuō)：“這個(gè)警報(bào)不礙事，一切正常。”
1201警報(bào)
對(duì)天上的宇航員來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)讓他們對(duì)警報(bào)不加理睬、繼續(xù)實(shí)施降落的信號(hào)。這讓指令艙中的宇航員邁克·柯林斯感到十分欣慰。柯林斯已經(jīng)核對(duì)了清單，知道1202警報(bào)是指“執(zhí)行溢出”，即由于計(jì)算機(jī)被要求在同一時(shí)間執(zhí)行過(guò)多的任務(wù)，因而不得不把一些任務(wù)延后執(zhí)行。
過(guò)了一會(huì)兒，奧爾德林報(bào)告說(shuō)計(jì)算機(jī)又報(bào)警了：“又出現(xiàn)一個(gè)12打頭的警報(bào)。這次是1201。”
“這是同樣類型的警報(bào)，”貝爾斯說(shuō)，“你們繼續(xù)實(shí)施降落。”他是憑著本能作出回答的。就在7月5日，他和同事在“阿波羅”11號(hào)發(fā)射前的最后一次演習(xí)中曾遇到過(guò)1201和1202報(bào)警。當(dāng)時(shí)他決定放棄實(shí)施模擬降落。休斯敦的計(jì)算機(jī)專家沒(méi)有人能弄清為什么會(huì)出現(xiàn)這兩個(gè)警報(bào)。他們認(rèn)為軟件出了無(wú)法解釋的小故障。 那么，這一次當(dāng)宇航員的性命真的處在危險(xiǎn)中的時(shí)候，貝爾斯為何反倒沒(méi)有要求放棄降落呢？
嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，他本應(yīng)放棄降落，然而他并不把這些12打頭的警報(bào)當(dāng)真。盡管計(jì)算機(jī)正閃爍著警報(bào)信號(hào)，但它仍能向宇航員面前的控制板輸送速度和高度的正確信息，登月艙的降落也在按部就班地進(jìn)行著……或許警報(bào)是誤動(dòng)作，只不過(guò)是系統(tǒng)的隨機(jī)噪音而已。
登月艙安全度過(guò)了“死亡區(qū)間”。下降引擎開始減速，計(jì)算機(jī)看來(lái)仍在工作(盡管此時(shí)每隔幾秒鐘就有警報(bào)信號(hào)出現(xiàn))，貝爾斯如釋重負(fù)。
燃料告罄
然而阿姆斯特朗和奧爾德林還沒(méi)有擺脫險(xiǎn)境。就在貝爾斯剛剛擺脫了1202警報(bào)引起的驚恐時(shí)，地面指令員查利·杜克卻向“阿波羅”11號(hào)發(fā)出了一個(gè)簡(jiǎn)短的提醒：“60秒。”
從航天局所保存的當(dāng)時(shí)的對(duì)話錄音帶上，是不可能聽出哪個(gè)地方出了問(wèn)題的。然而實(shí)際上杜克是在用暗語(yǔ)告訴阿姆斯特朗：“下降引擎所剩下的燃料只夠工作60秒鐘。”
在地面進(jìn)行模擬登月時(shí)，登月艙的燃料每次都綽綽有余，這一次是怎么回事？
杜克又喊出一聲：“30秒。”站在他身后的首席宇航員德凱·斯萊頓輕聲說(shuō)：“閉嘴，查利，讓他們著陸。”
此時(shí)，登月艙的引擎隨時(shí)可能停止工作。一旦出現(xiàn)這種情況，上升級(jí)將自動(dòng)分離并緊急返回月球軌道。在這樣混亂的情形下點(diǎn)燃上升引擎，安全不能得到保證，但總比讓整個(gè)登月艙徑直撞到月球上要好些。
接下來(lái)，克蘭茲和控制小組從屏幕上看到了令人詫異的一幕：在離月球表面不到30米時(shí)，登月艙明顯地向前傾斜，并以55公里的時(shí)速擦著月球表面掠行。
莫非是航天局兩名最好的宇航員失去了對(duì)他們飛船的控制？
成功登月
又過(guò)了令人難耐的10秒鐘，終于傳來(lái)了奧爾德林的聲音：“打開接地?zé)簟？刂颇Ｊ綋Q至‘自動(dòng)’檔。關(guān)閉引擎臂。”這是人類在地球以外的星球上第一次說(shuō)話。阿姆斯特朗立即打斷了他，用普通人更易理解的話說(shuō)：“這里是靜海。飛鷹號(hào)已經(jīng)著陸。”
地面控制中心爆發(fā)出熱烈的掌聲，喜悅的喊叫聲幾乎湮沒(méi)了杜克的答話。
7月20日地球人第一次走出飛船，美國(guó)宇航員在月球上呆了幾乎一晝夜。7月24日他們?cè)谔窖笊辖德洌绹?guó)總統(tǒng)尼克松親自在航空母艦上歡迎他們凱旋。
三、月球探測(cè)陷入低谷
在阿波羅成功登月之時(shí)，蘇聯(lián)人發(fā)射的又一枚H1火箭卻在起飛時(shí)爆炸了，不過(guò)莫斯科還是希望，蘇聯(lián)宇航員即使不登月，也應(yīng)當(dāng)環(huán)繞月球。1969年8月發(fā)射了“探測(cè)者—7”號(hào)，本來(lái)蘇聯(lián)的兩名宇航員做好了載人飛行的準(zhǔn)備，但是在起飛時(shí)上面只放了人體模型，在沒(méi)有安全保障的情況下誰(shuí)都不敢派宇航員去冒險(xiǎn)。“探測(cè)者-7”號(hào)成為蘇聯(lián)的第一艘順利完成各項(xiàng)任務(wù)和在哈薩克草原著陸的月球飛船。
蘇聯(lián)沒(méi)有放棄對(duì)H1火箭的試驗(yàn)。1971年夏天進(jìn)行了第3次發(fā)射，它向上飛行了500米，就拐了個(gè)90度的角，落在荒無(wú)人煙的草原上。這種火箭的最后一次發(fā)射是在1972年11月，升空后僅僅堅(jiān)持了107秒就爆炸了。國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)H1火箭的一再失敗十分惱火，盡管后來(lái)對(duì)H1火箭進(jìn)行了改進(jìn)，并制造好了5枚，但是一枚都沒(méi)有發(fā)射。
總的來(lái)說(shuō)，60、70年代美國(guó)和蘇聯(lián)開展的月球探測(cè)活動(dòng)除了讓人們激動(dòng)萬(wàn)分之外，幾乎沒(méi)有帶來(lái)任何經(jīng)濟(jì)效益，正因?yàn)樵虑蛱綔y(cè)費(fèi)錢費(fèi)力，華而不實(shí)，因此自1972年美國(guó)“阿波羅”計(jì)劃完成后，月球探測(cè)陷入低迷狀態(tài)。1972年12月美國(guó)對(duì)月球進(jìn)行了最后一次考察，從此結(jié)束了自己的登月計(jì)劃。
四、月球勘探者再掀月球熱
90代后期人們又把目光轉(zhuǎn)向月球，一方面現(xiàn)代航天技術(shù)的發(fā)展為人類提供了進(jìn)一步探測(cè)月球的可能性，另一方面月球獨(dú)特的自然環(huán)境和資源一直吸引著人類。
月球上沒(méi)有大氣干擾，是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和天文觀測(cè)的圣地。如果在月面上建立天文臺(tái)，將會(huì)探測(cè)到宇宙中的許多奇異現(xiàn)象。月球的引力只有地球的六分之一，發(fā)射火箭所需的燃料將會(huì)比地面少得多，因此月球也是個(gè)難得的航天發(fā)射基地。月球兩極大量冰水的發(fā)現(xiàn)更使人類對(duì)月球刮目相看，因?yàn)橛辛怂祟愒谠虑蛏仙娴幕緱l件便已具備。人們可以利用水得到氫氣和氧氣，氧氣和水供人呼吸飲用、使植物生長(zhǎng)，氫和氧還可作為火箭燃料，供飛船返回地球或前往火星或更遠(yuǎn)的星際探險(xiǎn)。這樣，人類在月球上建立永久性實(shí)驗(yàn)室甚至定居點(diǎn)并非天方夜譚，月球很可能成為人類遠(yuǎn)征火星的中轉(zhuǎn)站。
1998年1月6日，美國(guó)宇航局發(fā)射了“月球勘探者”探測(cè)器。這次耗資6300萬(wàn)美元的考察活動(dòng)是1972年以來(lái)美國(guó)航天局第一次向月球發(fā)射飛行器。重達(dá)660磅的探測(cè)器定位在距月球表面62英里(約100公里)高的空間軌道，對(duì)月球進(jìn)行全面的探測(cè)，首要一個(gè)目標(biāo)就是尋找月球上是否存在水的證據(jù)，探測(cè)月球內(nèi)部是否存在支持生命的氣體以及一些寶貴的礦藏，以便人類未來(lái)在月球上建立基地和把月球作為星際旅行的中轉(zhuǎn)站。
“月球勘探者”的升空重新喚起了人類對(duì)月球的熱情。在航天技術(shù)上可與美國(guó)匹敵的俄羅斯也開始實(shí)施新的月球計(jì)劃，其最終目的是在月球上開采氦同位素氦-3。氦-3是一種核燃料，地球上極為貧乏，在月球上卻極為豐富，幾十噸的氦-3就能滿足全球一年的能源需求。1998年10月，俄羅斯制定出新的月球開發(fā)計(jì)劃，以研究月球“身世”，探尋月球水資源，開發(fā)月球上極為豐富的核燃料氦-3。根據(jù)這項(xiàng)開發(fā)計(jì)劃，俄將發(fā)射一個(gè)小型月球軌道站，再?gòu)能壍勒鞠蛟虑虬l(fā)射各種探測(cè)儀器，其中包括10個(gè)可探入月球表面的穿透探測(cè)器，兩個(gè)地震探測(cè)儀和月球南極水源探測(cè)儀。整個(gè)計(jì)劃預(yù)計(jì)耗資5千萬(wàn)美元。俄羅斯計(jì)劃在2010年后建立月球基地，研究月球采礦工藝。
借助穿透器和地震儀可以了解月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而了解月球的“身世”。如果探測(cè)結(jié)果表明，月球內(nèi)核質(zhì)量超過(guò)月球質(zhì)量的百分之五，則證明月球與地球分別獨(dú)立生成。如果月球內(nèi)核質(zhì)量很小，則證明月球是由宇宙天體撞擊地球后產(chǎn)生的碎片形成的。
與此同時(shí)，有14個(gè)成員國(guó)的歐洲航天局計(jì)劃于2000年發(fā)射微型月球衛(wèi)星，并于2001年在月球南極附近降下“歐洲月球2000”項(xiàng)目的登月艙。
日本也提出了自己的探月計(jì)劃，1998年9月25日，日本發(fā)射的第一艘星際探測(cè)器在完成一項(xiàng)技術(shù)測(cè)試以后進(jìn)入穩(wěn)定的月球軌道。日本是世界上繼美國(guó)和俄羅斯之后開展星際航天探索的第三個(gè)國(guó)家。
五、月球探測(cè)新發(fā)現(xiàn)不斷
月球有大氣
1998年8月18日，由各國(guó)科學(xué)家組成的一個(gè)國(guó)際研究小組在美國(guó)地球物理協(xié)會(huì)主辦的《地球物理通訊》雜志上發(fā)表文章說(shuō)，他們已獲得了更多的關(guān)于月球存在稀薄大氣的證據(jù)，并說(shuō)月球的大氣中含有少量的氧、硅和鋁等元素。
雖然多數(shù)人認(rèn)為月球沒(méi)有大氣，但事實(shí)證明月球的確存在非常稀薄的大氣。70年代乘坐阿波羅飛船登月的宇航員發(fā)現(xiàn)月球上有氦原子和氬原子；后來(lái)從地球上觀測(cè)到月球上還存在鈉和鉀。德國(guó)和美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在月球稀薄的大氣中發(fā)現(xiàn)了氧、硅、鋁等好幾種元素的離子，但是含量很少。
1998年8月，德國(guó)馬克斯·普朗克高層大氣物理學(xué)研究所科學(xué)家德國(guó)科學(xué)家最近宣布，他們對(duì)美國(guó)航空航天局觀測(cè)衛(wèi)星所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，月球大氣中含有氧元素。除了氧元素之外，月球大氣中還存在有硅和鋁等元素。據(jù)認(rèn)為，這些元素可能主要是月球表面土層受太陽(yáng)加熱后釋放出來(lái)的。
月球大氣是由美國(guó)“阿波羅”號(hào)宇宙飛船首次發(fā)現(xiàn)的，在此之前人們一直認(rèn)為月球上沒(méi)有大氣。月球大氣非常稀薄，比距地球表面100公里處的地球大氣還要稀薄。科學(xué)家們起初認(rèn)為月球大氣的主要成分是氦和氬，1988年發(fā)現(xiàn)其中還存在鉀和鈉元素。
德國(guó)科學(xué)家們指出，目前來(lái)看，要想從稀薄的月球大氣中提取含量極低的氧元素為人類所用是不現(xiàn)實(shí)的。但科學(xué)家們認(rèn)為，這一新發(fā)現(xiàn)意味著月球氣體中可能還存在有其它目前未知的成分。進(jìn)一步弄清其構(gòu)成，可為研究其它行星及其衛(wèi)星的大氣狀況提供重要借鑒。
月球上有水
1998年1月6日發(fā)射、11日進(jìn)入月球軌道對(duì)月球進(jìn)行勘測(cè)的美國(guó)“月球勘探者”號(hào)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)在月球的北極和南極有冰。最多可能達(dá)到100億噸。這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是人類朝著實(shí)現(xiàn)移居月球并將月球用作火星探測(cè)發(fā)射基地這一設(shè)想躍進(jìn)了一大步。這些冰在月球的南北極與月球的外殼混為一體，這些水冰可以相當(dāng)于一個(gè)深10米、面積1000平方公里的湖泊。可供一個(gè)大型城市循環(huán)使用。
冰中的氧和氫是為宇宙飛船主發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料的主要成分。這些氧和氫可以作為探索宇宙的資源，而且可使月球成為“對(duì)火星及太陽(yáng)系中其它星球進(jìn)行探測(cè)”的一個(gè)基地。從月球冰中提取水會(huì)是個(gè)“簡(jiǎn)單”的過(guò)程：將混有冰的泥土收集起來(lái)，在房間里加熱，使冰融化后便可以得到水。不過(guò)，這個(gè)過(guò)程需要開發(fā)能在月球兩極低至零下230攝氏度的極冷溫度下工作的器皿。
數(shù)據(jù)表明，月球兩極都存在冰，北極的冰儲(chǔ)量要更多一些。這些冰都分布在太陽(yáng)永遠(yuǎn)照射不到的圓坑里，上面覆蓋著數(shù)十厘米厚的土層。坑里的溫度始終保持在零下150攝氏度以下，因此冰不會(huì)融化和蒸發(fā)。“月球勘探者”是在環(huán)月軌道上利用它的中子分光儀對(duì)月球表面進(jìn)行掃描分析后發(fā)現(xiàn)月球上存在水的證據(jù)的。據(jù)認(rèn)為，月球上的水絕大多數(shù)來(lái)自撞擊月球的彗星和隕石。
研究人員說(shuō)，月球北極地區(qū)水的數(shù)量要比南極地區(qū)多大約50%。賓德說(shuō)，所有的水都存在于終年不見陽(yáng)光的環(huán)形山內(nèi)部。月球的氣溫總是在零下156攝氏度左右，使得這些冰的存在“幾乎是永恒的”。數(shù)據(jù)表明，這些冰呈層狀，它們上面覆蓋著厚達(dá)18英寸的土壤。
月球上有氦-3元素
1998年12月31日，美國(guó)科學(xué)家在月球上發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量豐富的氦-3礦藏，并繪制出了這一礦藏的分布圖。
氦-3是氦的同位素，含有兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子。在熱核聚變反應(yīng)過(guò)程中，氦-3同具有一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子的氘(重氫)發(fā)生熱核聚變，產(chǎn)生的中子很少，可以大大降低熱核聚變反應(yīng)堆的放射性危害，因此這種元素有可能成為21世紀(jì)熱核聚變能的寶貴原料。
據(jù)估計(jì)，月球上氦-3元素的總儲(chǔ)量大約為100萬(wàn)噸，可為地球上的人類提供能源達(dá)數(shù)千年之久。開采時(shí)只要對(duì)月球土壤加熱，氦-3元素就會(huì)從土壤縫隙中釋放出來(lái)。相比之下，地球上的這種礦藏只有20噸，而且位于地殼深處，不易開采。
美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局以杰弗里·約翰森為首的這個(gè)地質(zhì)學(xué)家小組在最新出版的《地質(zhì)研究通訊》上發(fā)表了他們繪制的月球上氦-3分布圖，這使人類在月球上進(jìn)行商業(yè)性開采這種元素的可能性又前進(jìn)了一步。這些專家認(rèn)為月球最容易找到氦-3的地方是靜海和位于月球另一面的風(fēng)暴洋以及奇奧爾科夫斯基隕石坑和東海。
六、移民月球
英國(guó)《星期日泰晤士報(bào)》1998年5月3日?qǐng)?bào)道，美國(guó)國(guó)家航空航天局披露移民行星的藍(lán)圖。科學(xué)家們已經(jīng)向外界披露利用當(dāng)?shù)卦希谄渌行呛驮虑蚪ㄔ旎氐挠?jì)劃。
這些科學(xué)家取得的成果是以幾個(gè)月來(lái)對(duì)月球土壤的研究為基礎(chǔ)的，而月球土壤是阿波羅宇宙飛船在登月飛行中帶回地球的。這項(xiàng)未來(lái)移民計(jì)劃是國(guó)家航空航天局在一次工程會(huì)議上披露的。該計(jì)劃的關(guān)鍵是，建設(shè)者怎樣在當(dāng)?shù)孬@得原料，這是移民月球和其他行星的最大難題。
下一代可重復(fù)使用的航天飛機(jī)著陸后，差不多馬上能夠起飛，使供應(yīng)機(jī)可以連續(xù)不斷地往返于地球和已開發(fā)的行星之間。然而，每次飛行消耗的費(fèi)用和時(shí)間表明，比較明智的做法是依靠當(dāng)?shù)卦稀Ｓ捎谠虑蛲寥乐袖X礦和鐵礦比較豐富，而且容易用采礦機(jī)械開采，因此未來(lái)移民區(qū)的主要建材很可能不是鋁制的就是鐵制的。
研究這項(xiàng)移民計(jì)劃的勞倫特·西比萊說(shuō)，屆時(shí)這些金屬礦需送進(jìn)冶金爐內(nèi)提煉。他說(shuō)：“你需要用冶金爐才能把開采的原料制成建材。目前我們的想法是，最好把原料送到月球南極的一個(gè)環(huán)形山附近提煉，因?yàn)闊挼V需要使用太陽(yáng)能，而在那里你可以獲得源源不斷的太陽(yáng)光。”
太陽(yáng)能電池板是較為可取的動(dòng)力裝置，可為機(jī)械裝置和供暖提供動(dòng)力，部分原因是月球上有1／5土壤由硅構(gòu)成，而硅是制造太陽(yáng)能電池板所必需的原材料。
但是，月球大氣層非常稀薄，這意味著必須保護(hù)宇航員住所不受太陽(yáng)的輻射。為解決這一問(wèn)題，馬歇爾航天中心的科學(xué)家正在研制一種神奇的新材料。
氣凝膠是一種差不多完全用空氣制成的新型玻璃，而且?guī)缀鯖](méi)有任何重量。國(guó)家航空航天局的研究人員已經(jīng)在試驗(yàn)中展示怎樣用月球土壤中的硅制造這種輕型材料。
盡管氣凝膠幾乎全是用空氣制成的，但是它的制成過(guò)程使之可以充當(dāng)吸收輻射的優(yōu)良材料。
西比萊說(shuō)：“它是一種完美的材料，就像是插在兩片金屬中的夾層板一樣。它可以像隔熱體那樣，保護(hù)房屋內(nèi)居住的所有人不受外界寒冷的影響。我們的試驗(yàn)已經(jīng)表明，一英寸厚氣凝膠的隔熱效果不亞于一英尺厚的普通隔熱材料。”
馬歇爾航天中心的科學(xué)家一直在與約翰遜航天中心的同行合作，后者持有阿波羅宇宙飛船在登月飛行中帶回的月球土壤樣品。目前，這兩個(gè)航天中心的研究人員正在加緊實(shí)施登月飛行計(jì)劃，以確認(rèn)在月球上是否能制造出他們?cè)诘厍蛏嫌脦r石和土壤樣品制成的材料。只有到那時(shí)，國(guó)家航空航天局才能在移民月球還是移民火星中，作出較好的選擇。
希爾頓公司稱計(jì)劃在月球建飯店
據(jù)英國(guó)《星期日泰晤士報(bào)》1998年4月19日?qǐng)?bào)道，在世界上擁有許多著名大飯店的希爾頓國(guó)際公司已參加在月球上建造第一家飯店的競(jìng)爭(zhēng)，這個(gè)取名為月球希爾頓大飯店的龐大綜合體將有5000間客房，它的動(dòng)力將是兩塊龐大的太陽(yáng)電池板，它還將有自己的海灘和海以及一個(gè)工作農(nóng)場(chǎng)。
在上個(gè)月發(fā)現(xiàn)月球上有水之后，這家公司委托建筑師設(shè)計(jì)這棟大樓。它正就這項(xiàng)工程同國(guó)家航空航天局的專家進(jìn)行密切合作，并希望建立合作伙伴關(guān)系，以便能把客人送到這家大飯店去。希爾頓國(guó)際公司董事長(zhǎng)彼得·喬治說(shuō)：“我們決心實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃。既然那里能維持生命，我們打算成為在那里建造飯店的第一家公司。”希爾頓國(guó)際公司迄今為止已對(duì)這項(xiàng)工程花了10萬(wàn)多英鎊。
已制訂希爾頓國(guó)際公司的計(jì)劃的英國(guó)建筑師彼得·因斯通建議建造一棟325米高的大樓，它將與世界上最大的飯店——拉斯韋加斯的MGM大飯店——相匹敵。這個(gè)綜合體將有餐廳、一個(gè)醫(yī)療中心、一座教堂和一所學(xué)校，有高速電梯運(yùn)送客人在各層之間。飲水將從新發(fā)現(xiàn)的冰儲(chǔ)藏庫(kù)抽取。室內(nèi)將增壓，客人將享有使用磁靴或加重靴的選擇，以對(duì)付月球上的地心吸力比較弱的問(wèn)題。還將有廣泛的保障生命系統(tǒng)，大飯店將有自己的起落場(chǎng)地，航天飛機(jī)能停在這個(gè)場(chǎng)地上。
當(dāng)希爾頓軌道旅館建成后，空間幻想家阿瑟·Ｃ·克拉克想去那里參加開業(yè)典禮。
這項(xiàng)名叫“空間島”的計(jì)劃將把航天飛機(jī)的燃料罐串聯(lián)起來(lái)，每個(gè)燃料罐的直徑與波音747機(jī)身相當(dāng)。目前，燃料罐是美國(guó)航天局的航天飛機(jī)唯一沒(méi)有回收利用的部件。
英國(guó)航空公司也表示想加入這項(xiàng)計(jì)劃。正在考慮對(duì)英國(guó)航空公司和希爾頓旅館的顧客進(jìn)行一次調(diào)查，問(wèn)問(wèn)他們是否愿意到太空度假。
顧客們要回答的問(wèn)題包括他們是否希望處于完全失重的狀態(tài)以及是否希望有大窗戶用來(lái)觀賞地球。是否希望進(jìn)行一次太空行走也可能是一個(gè)要調(diào)查的問(wèn)題。
空間島集團(tuán)負(fù)責(zé)人吉恩·邁耶斯說(shuō)：“我們需要60億到120億美元。這沒(méi)法與由美國(guó)、俄羅斯和其他國(guó)家合建的價(jià)值400億美元的國(guó)際空間站相比。”
這個(gè)空間旅館將用航天飛機(jī)的空燃料罐建造。目前，這些罐子只使用一次，并且將落回地球，在地球大氣中焚毀。但是這些燃料罐可以很容易地保留在太空中，并且改造成人們的住處。
依據(jù)資金情況和人們的決心，最樂(lè)觀的估計(jì)是6年建成。
邁耶斯說(shuō)：“最終在軌道上將有好幾個(gè)這樣的空間站。甚至有可能把一個(gè)空間站送到圍繞地球和月球的‘8’字形軌道上。那將是非常過(guò)癮的休假。”
空間幻想家克拉克一年來(lái)對(duì)這項(xiàng)計(jì)劃給予了熱情的支持。
他準(zhǔn)備與電影導(dǎo)演斯坦利·庫(kù)布里克商洽，要他也加入。電影《2001—太空漫游》中的著名輪子狀空間站就是他們?cè)O(shè)計(jì)的。
在電影《2001—太空漫游》中有一部分太空站就是希爾頓旅館，這并不是巧合。這家旅館集團(tuán)出錢上了這部電影。30年后，克拉克重返希爾頓，參與這項(xiàng)新計(jì)劃。
吉恩·邁耶斯說(shuō)：“這個(gè)空間站是能夠建成的，沒(méi)有建不成的理由。我們現(xiàn)在需要的是要人們知道這是能夠建成的，然后幫助我們建成它。”
月球基地最佳位置已經(jīng)選定
科學(xué)家對(duì)月球神秘的兩極區(qū)域進(jìn)行的迄今最詳細(xì)的分析，為人類將來(lái)在月球上建立活動(dòng)基地找到了最適宜的位置。
這個(gè)位于以英國(guó)探險(xiǎn)家沙克爾頓命名的一座環(huán)形山邊緣的位置符合建立月球活動(dòng)基地的兩個(gè)基本要求：那里有生產(chǎn)太陽(yáng)能所需的充足陽(yáng)光；而且其位置非常靠近一個(gè)很可能儲(chǔ)存著深凍冰的永久性陰影區(qū)。
冰不僅可以滿足月球定居者的飲用水需要，還可以為太空飛船生產(chǎn)燃料。月球勘探者飛船一年多以前發(fā)現(xiàn)月球的南北兩極有冰。這是一項(xiàng)重要的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)制定了向月球移民的計(jì)劃。
月球勘探者飛船還無(wú)法確定冰的確切位置。在過(guò)去四個(gè)星期中它降低了飛行軌道，以便進(jìn)行更精確的觀測(cè)。
月球南極有一些區(qū)域接近于在太陽(yáng)的永久照射之下。沙克爾頓環(huán)形山的邊緣是一個(gè)特別令人感興趣的區(qū)域，因?yàn)樗?0%的時(shí)間處于陽(yáng)光的照射之下。距離這個(gè)區(qū)域只有10公里的位置還有兩個(gè)區(qū)域，總共有98%的時(shí)間處于陽(yáng)光的照射之下。距離此處不遠(yuǎn)的環(huán)形山內(nèi)部是一些永久性陰影區(qū)，那里儲(chǔ)存的冰因?yàn)闆](méi)有受到陽(yáng)光的照射而不會(huì)融化。
這里是建立第一個(gè)月球基地的理想?yún)^(qū)域。可以把生產(chǎn)電力的太陽(yáng)能陣列放置在陽(yáng)光充足的區(qū)域，并通過(guò)微波或電纜與之相連。這樣，位于沙克爾頓環(huán)形山邊緣的區(qū)域就可以得到近乎源源不斷的太陽(yáng)能供應(yīng)，而且能夠很容易獲取月球儲(chǔ)存的冰資源。月球的北極比南極較為平坦，但是初步估計(jì)結(jié)果顯示，那里有面積達(dá)1·3萬(wàn)平方公里的永久性陰影區(qū)。
在世紀(jì)之交的今天，人類重返月球的行動(dòng)將與早期的月球探索有所不同。早期的探索是兩個(gè)大國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)，雖然具有科學(xué)考察性質(zhì)，但很大程度上是為政治和軍事服務(wù)。隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，大國(guó)間在一定程度上由軍事對(duì)抗轉(zhuǎn)為高新技術(shù)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里的競(jìng)爭(zhēng)，在太空探測(cè)上則表現(xiàn)出務(wù)實(shí)和追求經(jīng)濟(jì)效益的趨勢(shì)。美、俄兩國(guó)重返月球，不僅是為對(duì)月球這塊離地球最近的太空處女地進(jìn)行探測(cè)，還要對(duì)其進(jìn)行開發(fā)和利用；其他一些國(guó)家探測(cè)月球也是為在今后的月球開發(fā)中占有一席之地并擁有更大的發(fā)言權(quán)。
（來(lái)源：中國(guó)空間技術(shù)研究院網(wǎng)站）
