长久以来,人们常以为月球不过是个不毛之地的荒凉卫星。既然半个多世纪前人类已成功登月,为何各国依然不惜重金,紧锣密鼓地推进探月计划呢?

实则,人类重返月球并非简单的重游故地,月球探测已升华为人类解开宇宙谜团、规划地月经济、迈向更深远太空的重要基石!

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月球探测已然是全球科技竞争的关键战场

1969年7月20日,美国阿波罗11号完成人类首次登月的壮举,此举标志着人类摆脱地球束缚、迈向外太空的里程碑。

历经半个多世纪,月球探测早已超越了单纯的技术攻坚范畴,转变成为全球大国的深空战略布局核心,新一轮世界探月风潮正在全面兴起。

自2026年起,全球探月布局持续深化。NASA于5月27日公布未来十年月球基地的宏大规划,以实现月面人类长期驻留为核心,明确分三阶段实施,计划开展81次探测、建设与维护任务,其中包括73次月面着陆任务,预计累计向月球运送物资超214吨。

该月球基地选址于月球南极区域,公开资料与任务安排显示,沙克尔顿连接脊和莱布尼兹-贝塔高原区域是其重点候选地点。NASA目前已发布的19次无人月球着陆任务合同中,有11次计划着陆于沙克尔顿连接脊、莱布尼兹-贝塔高原、马拉珀特山等月球南极关键区域。

关于载人登月,阿尔忒弥斯4号将于2028年搭载宇航员登陆月球南极,沙克尔顿连接脊被视为其最优选着陆区。

注:相关数据源自国内外科研论文、美国地质调查局报告等资料,需注意月球资源数据为基于遥感及就位探测数据估算的理论可开采总量,地球资源数据则代表当前价格、技术、法规条件下经济可开采的储量和已勘探定位的明确资源总量。

月球南极成为长期驻留的首选之地

不同于阿波罗时代短暂的访问式探测,本轮探月热潮的核心在于实现人类在月球定居。凭借其得天独厚的条件,月球南极迅速成为全球探月焦点,美、俄、日、印等国均将后续探测任务目标定在此区域。

月球1.5°极小的自转轴倾角,造就了南极独特的资源环境:月球南极分布着极为罕见的永昼峰,年日照比例高达80%,月球车稍作移动即可持续获取稳定太阳能。

同时,大量撞击坑内部形成了永久阴影区,常年不见太阳直射,温度可低至-230℃以下,如同天然的宇宙冷藏库,稳定储存着巨量水冰资源。

此外,月球南极坐落于2500km直径的南极-艾特肯盆地内,有机会获取小行星撞击溅射出的下月壳甚至月幔等深层物质。

可以说,月球南极是全球唯一同时具备月幔物质露头、低温永久阴影冰库、近连续光照高地的独特区域,在月球深层物质、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研价值。

例如沙克尔顿连接脊,就是兼具光照与水冰优势的理想地点,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,围绕这些稀缺优质点位,未来将出现多国探测器密集分布、作业区域相互交错的场面。

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史极具价值。月球南极永久阴影坑内维持的极寒环境,严密封存了彗星、小行星撞击带来的原始挥发物与有机分子,几乎不会受热逸散损失。

数十亿年持续累积的冰壤混合物,保留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,能够区分水的不同来源,还原早期太阳系的物质构成,弥补地球地质活动抹去的原始演化线索。

水冰或将为人类长期驻月提供生存基础。载人太空探索中,水和氧气是最基础的需求资源之一,但从地球向月球运输物资成本极为高昂,例如一瓶普通饮用水的运输费用,在地球可购买一辆豪华汽车。

而在月面原位开采水冰转化为饮用水和氧气,为航天员生命保障系统供能,无需依赖地球补给,可有效降低长期驻留的长期成本,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“太空补给站”。月球重力仅为地球六分之一,月面发射航天器所需燃料更少。

依托南极水冰原位制备氢氧推进剂,可实现航天器月面就地加注,助力人类将更多月球物资送回地球,持续拓展深空任务的航程与探索范围。

新太空时代已然开启

光照条件、水冰资源与战略区位的高度契合,使月球南极成为全球航天国家的战略部署重地。全球探月的发展周期,也从短期的标志性行动,延伸至长期的基础设施建设与持续驻留能力打造。

其发展的关键,在于如何更高效地获取更丰厚的知识与物质产出,换言之即“多、快、好、省”。

美国推行以商业航天为主体的战略,试图通过政府出资采购月面载荷投送、宇航员着陆、月球车研发等服务,吸引众多商业航天企业深度参与月球基地建设,从而赢得全面优势。

我国应坚守立足国情开拓自主道路,一方面宜围绕明确目标,充分利用机器人、人工智能等迅速发展的前沿技术,合理规划无人及载人月球活动的规模与节奏,打造人机协同、特色突出、高质高效的国际合作月球科研站;

另一方面应发挥完整产业链优势,通过专项任务订单、产业引导基金等多元化投入机制,加速推动商业月球探测产业发展,汇聚多方合力共建地月经济体系,促进月球活动的可持续进步。

人类重返月球并非对阿波罗计划的简单复现,而是从短期访问到长期驻留、开发利用的范式转变。月球南极是否确实蕴藏着丰富水冰?

这些水冰能否成为人类突破地球限制、实现在其他星球生存的希望载体?随着嫦娥七号整装待发,这些疑问有望揭晓,人类或将破解月球极地之谜,新的太空时代已经到来。

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

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