近半个世纪以来，月球不断听到来自地球的探测器的“叩门声”，月球的魅力到底在哪里？

　　月球的主要内部能量已于31亿年以前释放殆尽。现在的月球是一个古老的星体。然而，月球上有两种资源将会给地球带来重大贡献，为解决人类面临的能源问题提供新思路：一是月球上可接收到丰富的太阳能；二是月球矿藏丰富，尤其是富含核聚变燃料氦-3。

　　测算表明，每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦。假设使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置，则每平方米太阳能电池板每小时可发电2.7千瓦时。从理论上来说，可以在月球表面无限制地铺设太阳能电池板，获得丰富而稳定的太阳能。

　　据估计，月球土壤里含有大约100万吨至500万吨氦-3，具有巨大的开发利用前景。如果把氦-3作为可控核聚变燃料，它将是人类社会长期、稳定、安全、清洁和廉价的燃料资源。氦-3资源将有可能成为解决今后地球人类长期能源发展需求的重要原料。

　　新华社记者 杨骏

　　每年，都有数十颗卫星和航天器升空，它们充当着科学家的眼睛，拓展了人类的视野，带领我们探索宇宙的无穷奥秘。航天器的足迹越来越远，望远镜的成像越来越清晰，这些使得我们对宇宙的了解越来越多。然而在观测的范围越来越大的同时，回过头来，我们却会发现：其实对我们最近的邻居———月球的了解也并不充分。1972年12月19日，随着“阿波罗17”号飞船完成最后一次登月，溅落太平洋，人类探测月球的第一次高潮宣告结束，在此后的30多年时间里，人类再没有派宇航员登月，与月球有关的新闻也鲜有人关注。

　　今天，“智能1号(SMART-1)”和月球的这次亲密接触可谓掀起了探测月球的第二次高潮。在“智能1号”之后，欧洲还计划让宇航员登陆月球并分阶段建立月球基地。同时，美国、中国、俄罗斯、印度和日本等近年也都提出了自己的探月计划。

　　“智能1号”，欧洲人的骄傲

　　9月3日,造价约1.1亿欧元的“智能1号”以7000公里时速、与月球表面几乎平行的1度角击中了月球的“卓越湖”区域，同时“砸”出10多公里厚的“尘埃”供天文学家研究。由于撞击过程与石块在水面上打水漂相似，英国媒体将这次科学考察戏称为人类历史上最大的一次“打水漂”游戏。

　　智能(SMART)这个名字其实是“小使命的高等研究和技术”计划的英文词首个字母组成的缩写。事实上，“智能1号”的使命并不小，它肩负了三大任务：第一，它要测量月球地貌，分析组成月球表面矿物质的化学成分，验证月球是否形成于地球与一个小行星的强烈碰撞，进而揭示月球的起源；第二，它要使用红外频谱仪观测月球南极附近的冰。这是以前由美国宇航局的飞船发现的，科学家估计这是撞击到月球的彗星的残留物；第三，它还要勘察月球南极附近几个火山口，科学家估计这里也可能有冰。

　　欧洲航天局去年9月份表示，“智能1号”探测器在月球北极附近发现的一处地方，这里“终年阳光普照，温度适宜”，有望成为建设人类定居点的理想场所。不仅如此，“智能1号”自2003年升空后还拍摄了迄今最详细的月球地理图，分析了月表的化学成分，探测了月球北极可能有水的区域。

　　而更加让欧洲航天局专家高兴的是，“智能1号”在近3年的使命中实现两大技术突破。

　　月球与地球的直线距离约为38万公里，美国“阿波罗”飞船从发射到抵达月球轨道只用了3天时间。但是“智能1号”却花费14个月时间，行程上亿公里才抵达月球轨道。这种“舍近求远”其实主要是为了验证其搭载的新型太阳能离子发动机的性能，解决日后星际旅行的动力问题。

　　与传统的航天器化学燃料发动机不同，太阳能离子发动机可将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体原子，喷射出高速氙离子流，为探测器提供主要动力。它利用燃料的效率比普通化学燃料发动机高10倍，因此新发动机所需燃料不多，这使得装备它的航天器有更多的空间装载其他装备。这种发动机主要利用太阳能，在宇宙无重力状况下能够连续运转几年。虽然目前太阳能离子发动机的总体推力仍然不是很大，但“智能1号”在太空中遨游近3年只消耗了60升燃料，创造了太空探险的奇迹。正是由于新型离子发动机表现优异，“智能1号”进入月球轨道的时间比预定计划还提前了近两个月。

　　“智能1号”在飞行过程中以激光束作为信息载体，成功实现了空间激光通信联络。这证明了该技术在探测器高速度、远距离飞行时也同样可靠。与传统微波通信相比，空间激光通信使用的波长比微波波长明显短，具有高度相干性和空间定向性，这决定空间激光通信具有通信容量大、器材重量轻、功耗和体积小、保密性高等优点。这种技术以往只用于卫星与地球的联络，在太空探测器与地球间的联络中则是首次使用。

　　探月，破谜之途与寻梦之旅

　　人类再度探月，主要担负了三个任务。

　　首先，月球到底从何而来？目前大致有：与地球同源、从地球分裂产出和被地球俘获三种说法。经过第一轮的探测，认同较多的一种看法是，认为月球是46亿年前，一个类似火星大小的天体与地球相撞溅射出的物质围绕地球旋转聚集而成，如果果真如此，那么在月球上将发现和地球相近的组分以及撞击产生的影响。

　　其次，月球上有着丰富的资源。据估计，月球土壤里含有大约100万吨至500万吨氦-3，具有巨大的开发利用前景。如果把氦-3作为可控核聚变燃料，它将是人类社会长期、稳定、安全、清洁和廉价的燃料资源。此外，月球上可接收到丰富的太阳能。测算表明，每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦。假设使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置，则每平方米太阳能电池板每小时可发电2.7千瓦时。从理论上来说，可以在月球表面无限制地铺设太阳能电池板，获得丰富而稳定的太阳能。

　　第三，人类将把月球建成新的科学基地，其中包括设立月球天文台，这是因为月球上有着地球表面所不具备的观测条件。并且由于可直接利用氦-3作为火箭的燃料，再加上月球上具有引力小、无风等诸多有利因素，在月球上建立发射场，发射航天器的优势远远大于地球。为了能让人类在月球长期生活，各项探月任务中很重要的一个内容就是找水。月球南极的沙克尔顿环形山是目前已知月球上最可能蕴藏冰的地区。美国宇航局专家曾指出，如证实月球南极存在冰冻水，这些冰冻水就可供未来建设半永久性的有人月球基地。美国正计划2008年10月发射卫星来撞击月球，并希望借此进一步寻找月球存在水的证据，以利未来宇航员登陆月球并建立长期基地。

　　撞击，科学家为何越来越“暴力”

　　欧洲航天局用探测器撞月的主要目的是在月球表面“撞”出更多物质，以利天文学家对月球表面物质的进一步观测研究。而实际上，这并非人类第一次撞击月球。1999年7月31日，美国“月球勘探者”号探测器按照预定方案猛烈撞击月球南极地表，试图进一步证实月球上是否有水，但遗憾的是并没有观测到预想中应从陨石坑中溅起的水蒸气云。

　　“智能1号”撞月的特点在于它以相对于月面很小的角度数次撞击月表，使撞击坑中深度1米以内的各种物质被抛向空中，供地面观测。为了达到这一目的，欧洲航天局在其地面观测点处于夜晚时，让“智能1号”撞击朝向地球、亮度不高、研究价值较高的月表指定区域。而地面专家的重点研究对象是撞击抛射物中铁、铝等元素。

　　洗衣机大小的“智能1号”撞击月球的速度仅为每秒2公里，而通常的自然天体撞击速度能达到每秒70公里。相比之下，“智能1号”此次撞击的动静要小得多，也“温柔”得多。专家说，这次撞击可能只会在月球表面留下一个直径在5米至10米之间、深度为1米左右的坑。

　　除了撞击月球之外，人类探测器还多次撞击其他天体，比如去年7月，美国宇航局“导演”的人类有史以来最大的人造天文奇观，美国的“深度撞击”号彗星探测器撞击坦普尔一号彗星。去年12月，日本“隼鸟”号探测器也向“丝川”小行星投放观测器，尝试采集其表面岩石样本。

　　过去，科学家的研究多数采取天文望远镜观测和派遣登陆车的“和平”方式，现在为什么越来越多地采用“暴力手段”？这一方面是因为传统手段往往只能到达星球表面，无法满足更深入的研究，另一方面，相比于登陆，撞击的难度和成本要小很多，而成果却可能更丰硕，第三点则是如果是使用已经结束使命的探测器进行撞击，不但“废物利用”，可能得出意想不到的成果，而且也避免了太空垃圾的产生。

    [科技日报]

探测器“撞月”大戏险些看不见

    [科技日报]

中科院国家天文台李竞谈“撞月”

　　本报记者胡唯元

　　“智能1号”结束了为期3年的月球探测任务。和类似的探测器不同，它没有在结束使命后悄然陨落，也没有成为依靠星体引力四处飘荡的宇宙“幽灵”。

　　“花钱不多，做事不少”，中科院国家天文台李竞研究员这样评价“智能1号”。

　　“智能1号”以一种万众瞩目的方式，完成了自己的最后使命。它的最后一刻如此华丽，以致于掩盖了此前3年默默无闻的工作。人们都在关注它对于认识月球起源的意义，但这次探测行动的意图仅限于此么？

　　等待完善或推翻的假说

　　“通过这次探测，人类将更多了解月球的物理结构、化学结构，这对于认识月球的起源很重要。”李竞说。

　　弄清楚月球的起源，是一个非常困难的事情。根据它和地球的关系，主要有三种说法。

　　“目前，比较一致的解释是，一个类似火星大小的天体与地球相撞，碰到坚硬的地核，反弹了出去。同时，地球表面也被撞出去了大量的碎片。这些碎片很快团聚起来，形成了月球。”李竞说：“‘智能1号’提供的信息将帮助我们更多的认识月球起源，不管是完善这种假说，还是推翻它。”

　　“但是，我不认为‘智能1号’在这方面的科学价值会超过阿波罗等月行动。当然，现在仪器设备也有很大进步，也可以搜集到以前无法获得的信息。”李竞说。

　　“它绝对有这样的任务，找水。”

　　“我更看重此前3年的探测工作，它不声不响的搜集了大量资料。”李竞说：“它绝不是对以往探月行动的重复，对于今后在月球建立基地具有重要意义。”

　　李竞对“智能1号”评价甚高的一个重要依据是：探测器的运行轨道是环绕月球两极，是一次真正意义上的“极轨道”探测。这在技术上有很高的难度，而且，月球的极地有重要的战略意义。

　　“以往的探测器基本都是环绕月球赤道运行，关于月球极地信息只能用‘余光’扫视，而‘智能1号’实现了环两极运行，它是在‘俯瞰’。而且，甚至在100公里的近距离进行观测。它给人类提供了月球极区近距离观测的详细资料。”李竞说。

　　除了温度之外，在月球建设工作站的另一个重要条件是水。1994年1月，美国发射的“克莱门汀”月球探测器，发现了月球南极存在水的迹象。此后，美国发射了“月球勘探者”号，认为月球南极“极有可能”存在水，但是依然没有定论。

　　尽管欧洲航天局没有公开表示有寻找水的任务，但很难相信环绕极地运行的“智能1号”会对“南极是否有水”置之不理。“它绝对有这样的任务，找水。”李竞说。