许多人脑海中,月球常被视为单调无趣的荒凉卫星。半个多世纪前人类登月之後,为何如今各国仍大举投入探月资源,积极规划并实施相关计划呢?
月球探测早已超越单纯的技术探索,它已成为我们解开宇宙奥秘、开拓地月经济、迈向深空的关键契机!
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图片来源:pexels
全球范围内,月球探测已成为科技竞争的战略要地
1969年7月20日,美国阿波罗11号成功完成人类首次登陆月球,这一壮举标志着人类摆脱地心引力、迈向太空的崭新篇章。
半个世纪弹指一挥间,月球探测早已不再局限于单一技术突破,而是成为全球大国深空布局的核心竞技场,新一轮世界探月热潮正迅速升温。
2026年至今,全球探月部署持续加码。NASA于5月27日公布的未来十年月球基地建设计划,明确提出要在月面实现人类持久存在,为此制定了三阶段发展蓝图,计划开展81次探测、建设与维护任务,其中包含73次月面着陆任务,需要运送总计超过214吨物资。
该月球基地选址月球南极,通过公开资料与任务部署分析,沙克尔顿连接脊和莱布尼兹-贝塔高原这两个区域最为引人关注。NASA当前公布的19次无人月球着陆任务合同中,有11次的目标是沙克尔顿连接脊、莱布尼兹-贝塔高原、马拉珀特山等月球南极的热点地带。
关于载人登月,阿尔忒弥斯4号计划于2028年将宇航员送上月球南极,而沙克尔顿连接脊被认为是首要的备选着陆点。
请注意:上述表格数据源自国内外科研文献及美国地质调查局报告等资料。关于月球和水地球的数据,需注意说明,前者为基于遥感及就位探测数据估算的理论可开采总量,后者为当前技术、法规条件下经济可开采的储量和已有地质数据的查明资源量。
月球南极正成为人类长期驻留的首选位置
不同于阿波罗时代短暂访问式的探测,本轮探月热潮的核心在于实现人类在月球定居的目标。凭借其得天独厚的优势,月球南极吸引了全球目光,美、俄、日、印等多个国家都将后续探测任务的目标锁定在此区域。
月球1.5°的自转轴倾角,造就了南极独有的环境:存在许多永昼峰,年光照比例高达80%,月球车只需稍作调整即可持续获取太阳能。
同时,大量撞击坑内部形成了永久阴影区,常年不见阳光,温度可降至-230℃以下,如同天然的宇宙冷藏库,封存了丰沛的水冰资源。
此外,月球南极位于直径2500公里的南极-艾特肯盆地之中,这里有获取下月壳甚至月幔物质的潜力,这些物质可能源于小行星撞击溅射。
可以说,月球南极是全月球唯一同时拥有月幔物质露头、低温永久阴影冰库、近连续光照高地的独特地带,在月球深部物质、太阳系早期演化、行星挥发物、空间环境等领域具有无可替代的科学价值。
例如沙克尔顿连接脊,该地光照与水冰资源兼备,属于难得的理想位置,但其可供载人着陆的平缓台地面积仅约6平方公里。
可以预见,围绕这些宝贵的地点,将来可能出现多国探测器密集分布、作业区域相互连接的景观。
沙克尔顿撞击坑附近的月球南极地形图片来源:张天馨 编辑
水冰对于研究太阳系早期演化历程至关重要。月球南极永久阴影坑内持续保持的极寒环境,牢固封存了彗星、小行星撞击带来的原始挥发物与有机分子,几乎不受热量影响而挥发损失。
数十亿年累积的冰壤混合物,记录了不同时期天体撞击、太阳活动的化学痕迹。通过分析冰体内的同位素成分,能够分辨水的来源,进而还原早期太阳系的物质构成,弥补地球地质运动抹去的原始演化信息。
水冰有望解决人类长期驻月的生存难题。在载人太空探索中,水和氧气是最关键的生命保障物资。但从地球运送至月球物资成本极为高昂,例如一瓶普通饮用水的运输费用,在地球上足以购买一辆豪车。
而在月球现场采集水冰并转化为饮用水与氧气,为航天员提供生命支持,无需依赖地球补给,这样可以降低长期驻留的长期成本,同时提升月球基地的自主性与可靠性。
水冰也是人类地月往返、探索深空的“燃料补给站”。月球重力仅为地球六分之一,因此月面发射航天器所需的推进燃料更少。
依托南极水冰就地制备氢氧推进剂,可以实现航天器在月球进行就地加注,助力人类将更多月球资源带回地球,不断延伸深空任务的航程与探索范围。
崭新的太空时代已经到来
优越的光照条件、丰富的水冰资源以及重要的战略区位,使月球南极成为全球航天大国的战略重心。全球探月的发展节奏,也从短期的象征性登月活动,扩展到长期的基础设施建设与持续驻留能力的打造。
其发展的核心,是如何以更高效、更经济、更可持续的方式获取更多知识与物质财富,即追求“多、快、好、省”。
美国正推行以商业航天为主导的策略,试图通过政府出钱采购月面载荷运送、载人登月、月球车研发等服务,吸引众多商业航天公司参与月球基地建设,从而取得全面优势。
我国应当坚持从自身国情出发,探索独特发展路径。一方面应围绕具体目标,充分利用机器人、人工智能等飞速发展的尖端技术,合理规划无人与载人月球活动的规模和步骤,打造人机协作、特色分明、高效益的国际月球科研站;
另一方面要发挥完整的产业链优势,通过专项任务采购、产业引导基金等多元化投入方式,迅速扶持商业月球探测产业,汇聚各方力量共同建设地月经济圈,推动月球活动的可持续发展。
人类重返月球并非对阿波罗计划的简单复制,而是从短暂访问到长期居住、开发利用的范式转变。月球南极是否确实蕴藏着大量水冰?
这些水冰能否成为人类突破地球束缚、实现在其他星球生存的希望之源?随着嫦娥七号准备就绪,这些疑问将有望得到解答,人类或许将揭开月球极地的奥秘,崭新的太空时代已然降临。
作者:王琼,国家航天局探月与航天工程中心研究员
审核:刘颖 李培元 张超 杨柳













