月球探测４５年概况

１９５８年１０月，美国发射的用于探测月球的“先驱者”１号探测器，揭开了月球探测的序幕。４５年来，月球探测的基本情况如何、取得了哪些成果，是人们关注的问题。

探月航天器发射数量有多少

探月航天器简称探月器，包括月球探测器和登月载人飞船。对于最近４５年间世界究竟发射了多少个探月航天器这个问题，众说纷纭。其主要分歧在于１９５８年～１９７６年的发射数量。

１９８５年出版的《中国大百科全书·航空航天》在“月球探测”条目中称：从１９５９年至１９７６年，美国和前苏联共发射６０多个月球探测器和登月载人飞船。

２００３年６月出版的１份航天刊物和《航空知识》中各１篇文章又有另说。

前一篇文章言：１９５８～１９７６年，美国和前苏联共发射８３个月球探测器。其中美国３６个，主要有“先驱者”号系列、“徘徊者”号系列、“勘测者”号系列和“月球轨道器”号系列；其中前苏联４７个，主要有“月球”号系列、“宇宙”号系列和“探测者”号系列。在此期间，美国还进行了多次载人登月活动。

后一篇文章讲：据不完全统计，１９５９～１９７６年，前苏联和美国实际发射的６５个月球探测器中成功的为４５个。其中前苏联发射成功２３个，主要有“月球”号系列、“宇宙”号系列和“探测者”号系列；美国发射成功２２个，主要有“先驱者”号系列、“徘徊者”号系列、“勘测者”号系列和“月球轨道器”号系列和“探险者”号月球探测器。此外，美国还进行了７次载人登月，其中６次成功。

上述这３种说法，哪一个更接近实际呢？笔者根据《中国大百科全书·航空航天》有关条款中明确指明的探月器、并加上１９７６年以后的情况，列出了世界探月器发射情况汇总表。其中各型号探月器的基本情况如下所述。

“先驱者”号探测器为美国深空探测器系列，其中１～４号为月球探测器。这４个探测器中，唯一发射成功的“先驱者”４号也仅仅在离月球很远处飞过月球。“徘徊者”号、“勘测者”号和“月球轨道器”号为美国３个为“阿波罗”载人飞船作准备的月球探测器系列。“徘徊者”号的主要任务是在月面硬着陆前逼近月球拍摄照片、测量月球附近的辐射强度和星际等离子体；１９６１年８月～１９６５年３月共发射了１～９号９个探测器，只有７、８、９号取得成功。“勘测者”号的主要任务是进行月面软着陆试验、探测月球并为“阿波罗”号飞船选择着陆点；１９６６年５月～１９６８年１月共发射了１～７号７个探测器，其中２号和４号软着陆失败，其他５个均在月面成功软着陆。“月球轨道器”号的主要任务是在围绕月球飞行时拍摄月球正面和背面的详细照片，为“阿波罗”号飞船选择着陆点；１９６６年８月～１９６７年８月共发射了５个探测器，均获成功。根据它们获取的月面高分辨率照片选择出８个平坦的月面区域，作为“阿波罗”号飞船可能的安全着陆点。

“阿波罗”号飞船为美国登月载人飞船系列。其正式执行载人登月任务前，除在近地轨道进行了６ 次不载人和２次载人的飞行试验外，还于１９６８年１２月用“阿波罗”８号飞船进行了首次载人绕月飞行和于１９６９年５月用“阿波罗”１０号飞船实际演练了载人登月过程。在此基础上，美国“阿波罗”１１～１７号飞船正式执行了７次载人登月任务。其中除１３号因故障从月球区域紧急向地球返回外，其余６艘飞船均成功实现登月，将６组（每组２名）航天员送上月球。在登月的航天员里，有３组航天员驾驶月球车对着陆区进行漫游考察，共在月面停留约３００小时（按组计算，下同），进行月面考察约８０小时，挖取并带回地球的月球土壤和岩石样品３８２．７公斤。

“克莱门汀”１号和“月球勘探者”号为美国的现代小型月球探测器，分别于１９９４年１月和１９９８年１月发射。“克莱门汀”１号获得了迄今为止最详细的月面图像，“月球勘探者”号对月球表面和内部进行了全面探测。这两个探测器均发现月球两极地区表层下面存在大量零散水冰的证据。

除以上７种探月器外，美国还于１９７３年发射了１颗重力梯度稳定的月球卫星——“射电天文探险者”２号。在美国的“探险者”卫星系列中，也有通过变轨而成为月球卫星者。限于资料未掌握，其详情不清。

“月球”号为前苏联月球系列探测器。它们以不同方式对月球和近月空间进行探测，１９５９年１月～１９７６年８月共发射２４个。１９５９年发射了１～３号３个探测器，其中１号和３号从距月球数千公里处飞过，２号在月面硬着陆。１９６３年１月～１９６８年８月发射了４～１４号１１个探测器，其中４～８未能在月面软着陆，９号和１３号在月面软着陆成功，１０、１１、１２、１４号成为月球卫星。１９６９年～１９７６年发射的１５～２４号探测器成为月球自动考察站，１６、２０、２４号取回了月球土壤和岩石样品，１７、２１号还带１辆月球车。

“探测器”号为前苏联深空探测器系列。其中，１９６５年７月发射的３号探测器在从距月面远处飞过月球时拍摄了月球照片，１９６８年９月发射的５号探测器在围绕月球轨道时考察了月球空间的物理特性，后沿弹道式轨道直接再入地球稠密大气层并安全返回地球。

除上述这２种月球探测器外，前苏联“宇宙”号卫星系列中，还编有未能进入预定轨道的深空探测器。限于资料未掌握，其详情不清。

“飞天”号是日本１９９０年１月发射的小型月球探测器。该探测器到达月球后还释放了一个“羽衣”号微型月球轨道器。

“机灵”１号（Ｓｍａｒｔ－１）探测器于２００３年９月２８日发射。该探测器不仅是欧洲空间局的第一个月球探测器，而且是２１世纪人类发射的第一个月球探测器。它首先由运载火箭送入地球同步转移轨道，然后在电火箭的推动下用８～１５个月的时间飞临月球，进入远月点高度１００００公里的环绕月球的大椭圆轨道，对月球进行至少６个月的探测。“机灵”１号探测器的主要任务是：确定月球极区的陨石坑中是否有水，详细测量月球的形态和研究月球的起源。探测器上载有高分辨率的微型摄像机、高谱分辨率的红外光谱仪和小型Ｘ射线图像仪。

据上所述，最近４５年世界发射的探月器（未包括不明者）有５６个月球探测器和９艘登月（含探月）载人飞船。

探月成果丰盛

４５年来，上述各种探月器以逼近飞行、绕月飞行、硬着陆、软着陆、取样返回地球和把人送上月球等不同方式，通过遥感、自动测量、采样分析、月球车实地考察、航天员实地考察，试验和验证了探月的基本技术，获取到大量有关月球和近月空间的珍贵资料，发现了具有潜在开发利用价值的月球资源，并表明人在先进技术装备的保护下可以在月球上短期驻留。开发利用月球资源已成为２１世纪探月能获得更大发展的强大推动力。

据现今的认识水平，可供人类开发利用的月球资源有４大类。

地质信息资源 月球在三四十亿年前就进入了火山活动的后期阶段，随之即转入地质演变的宁静阶段。在月球演变进入平静阶段以后，月貌形态仅有缓慢的局部变化。与月球相比，地球至今仍处于生机勃勃的状态，地球早期演变的痕迹已荡然无存。数十亿年呈现寂静状态的月球可为人类提供它形成时的环境、条件和年代等方面的信息。探索月球的起源和演变，有助于人类认识地球早期的历史。研究古老的月球岩石和环形山，也许会为地球生命起源等难题的解决提供重要线索。

表层物质资源 包括矿物、氦３和水冰等。月球岩石中含有地壳中的全部元素和约１００多种矿藏。其中绝大多数矿藏的成份和结构与地球上的矿藏相近。月球土壤中，氧占４０％，硅占２０％，还含有钙、铝、铁、钛，并含有一定数量的氢和地球上十分稀少的氦３。氦３为氦的同位素，原子量为３、原子核中有２个质子和１个中子。用氦３与氘（氢的同位素，原子量为２，原子核中有１个质子和１个中子）进行核聚变干净、安全、易于实现。月球土壤中的氦来自太阳风。由于月球既无磁场保护又无大气包围，太阳风可直接抵达月球表面并渗入月球土壤。据保守估计。深达３米的月球表面层中的氦３贮量有７０多万吨。用１吨氦３进行核聚变释放的能量，大约可发电１０００亿千瓦小时。现今全世界每年的发电量大约只需１００吨氦３进行核聚变就足够了。另外，在月球两极地区还可能存在固态水——水冰。

周边环境资源 包括低重力、高真空以及弱磁场，这也是月球环境的几个显著特征。月球的引力场较地球引力场要弱。月面处的引力加速度只有地面引力加速度的六分之一。月面昼夜时间很长，月面物质的热量小，致使月面温度变化剧烈。上述原因导致月面的气体分子包括水汽分子比较容易逃逸到宇宙空间。因此，月球上既无大气，又无水圈，为近乎真空状态。月球的磁场也比地球磁场弱，月球表面处的磁场强度不及地球表面磁场强度的千分之一。来自太阳和宇宙的高辐射和带电粒子以及陨星可长驱直入地冲击月面。月球环境虽然无法使生命存在，但适合进行空间天文观测和空间高能物理学、空间生命科学和空间材料科学的研究。

空间位置资源 月球为一个以平均约３８．４万公里的距离（月球中心与地球中心的距离）环绕地球运行的、引力场较弱又无大气包围的天体。因此，不仅可以从月球上以较少的能量发射深空探测器，而且还可以利用月球的空间位置和引力使来自地球的深空探测器通过绕月飞行来增加速度（相对于地心的运动速度），从而使探测器能在初速小于当地逃逸速度的情况下也能成为太阳系中的人造行星。

结束语

随着“机灵”１号月球探测器奔向月球，２１世纪第一波探月热潮即将来临。美国、俄罗斯和日本的新型月球探测器将会陆续升空，印度也计划发射月球探测器，中国的月球探测卫星已开始进行预研，并突破了一些关键技术。可以预期，月球探测将会取得更大的成就。

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