國際月球探測的發展歷程和方向
月球是距離地球最近的天體，是人類開展深空探測的首選目標。月球是研究地球、地-月系和太陽系的起源與演化的重要對象，具有可供人類開發和利用的各種獨特資源，也是人類向外層空間發展的理想基地和前哨站。月球同時是研究空間天文學、空間物理學、月球科學、地球與行星科學和材料科學的理想研究場所。
自古以來，人類對月球有著無限的神往。人類認識月球，經歷了從原始崇拜的流傳神話開始，后來進行天文觀測，發射航天器進行探測，乃至人類登上月球進行實地考察等過程。綜觀人類對月球的探測活動，可以劃分為“探”、“登”、“駐（住）”三個階段：“探”指對月球情況進行近距離或有接觸的無人探測；“登”是指人登上月球，與月球直接接觸，進行有人直接操作的探測；“駐（住）”分兩個層次，一是駐，即人攜帶設備登陸月球后很快返回，設備儀器駐留在月球上開展探測活動。二是住，即人在月球上長期居住和工作。到目前為止，人類對月球的探測基本上大都停留在第一個階段“探”上，只有美國實現了第二個階段“登”。從目前美、俄、日等國發布的月球探測計劃看，他們都瞄準在月球上建立有人或無人照料的月球基地，準備開始進行第三個階段的探測。
月球探測的發展歷程
從
縱觀近半個世紀以來開展的月球探測活動，可以總結為六種探測方式：
掠月探測
掠月探測是發射月球探測器從距月球幾千公里到幾百公里處飛躍，對月球表面進行攝像，但可拍攝的時間很短。
撞擊月球
撞擊月球也稱為硬著陸，即發射探測器直接撞擊月球表面，并在墜落過程中對月近距離攝像。蘇聯的月球－2探測器于1959年9月首次實現月球硬著陸；美國的“徘徊者”系列探測器的主要目標是為了試驗月球硬著陸，共發射了9顆，前6次都失敗，1964年徘徊者-7成功實現月球硬著陸，隨后徘徊者8、徘徊者9也相繼撞擊月球表面，并發回了大量高分辨率的照片，為勘測者系列和阿波羅計劃提供了大量有價值的數據。
落月探測
落月探測也稱為軟著陸，即發射月球軟著陸器平穩降落在月球表面，利用攜帶的探測器在著陸區進行就位探測。一些軟著陸器還攜帶月球表面巡視勘察器，即通常所說的“月球車”，在月球表面實現巡視勘查，獲取更大區域月面的探測信息。從1963年到1966年，為了實現月球軟著陸技術，蘇聯共發射了11枚探測器，歷時3年時間，直到月球9才首次實現了軟著陸；1970年，蘇聯發射了月球－17，它攜帶了世界上首臺成功運行的無人月球車，在月球上工作了11個月，行程
繞月探測
繞月探測也稱環月探測，即發射繞月飛行的探測器，在月球軌道上，通過各種遙測手段，對大部分月面進行探測。1966年，蘇聯的“月球－10”探測器首次實現環月飛行，1968年，美國的“阿波羅-8”首次實現了載人環月飛行。
自動采樣并返回
自動采樣并返回，是利用探測器在月球上軟著陸，自動采集月球巖石和土壤樣品并返回地球，然后在地球實驗室對樣品進行精細的分析研究，為月球的成分組成分析提供更充分的依據。從
載人登月
載人登月即使用載人登月飛船在月表軟著陸后，由宇航員現場考察、安裝儀器、采集樣品并送回地球，進行實驗室分析；后期發射的載人登月飛船還攜帶月球車，主要用于擴大宇航員的活動范圍和減少體力消耗。美國二十世紀六七十年代成功發射過6艘“阿波羅”載人登月飛船。宇航員們在月球上共停留近280個小時，帶回月球巖石標本2415塊，進行了包括月壤力學特性、月震、熱流、月面測量、磁場和太陽風等多項實驗和探測，獲得了大量科學數據。
總的來講，至今全球探月活動可大致分為以下３個階段：
（１）第一次探月高潮（1959～1976年）。在此期間美國和蘇聯共發射83個探月器，成功45個，成功率為55.5%。這一階段的探月活動獲得了極為豐富的信息，改變了過去基于地面觀測所形成的許多傳統認識，把人類的視野延伸到了宇宙深處，促進了一系列航天科技的新發展，帶動了一系列技術創新與推廣應用。
（2）總結反思階段（1976～1994年）。在此期間除日本發射“飛天”探測器外，基本沒有進行探月活動，主要原因是美蘇太空競賽逐漸緩解；探月成本太高，引起很多人質疑，故要總結以往的經驗與教訓，研究新的探測思路和戰略；已得到的探測資料需進行全面、充分的分析研究，以把月球研究提到更高的理性認識階段。在第一階段取得的探測成果和數據的基礎上，開展大量的科學研究，并對其形成的技術成果進行消化和轉化，進一步擴大了第一階段探月的成果。
（3）重返月球階段（1994年至今）。進入20世紀90年代，月球再次引起各航天大國和新興航天國家的關注，出于大國在政治、經濟、科技等領域競爭和發展的需要，具備一定航天基礎的大國都認識到航天探測尤其是深空探測對綜合國力增長的強大帶動作用，紛紛制定和公布新的月球探測計劃。
目前，世界主要航天國家和機構正醞釀在近20～30年內聯合建立永久性月球基地，開發和利用月球的資源、能源和特殊環境，為人類社會的可持續發展服務。未來的月球探測目標更明確，規模更宏大，參與國家更多，并將以國際合作方式為主。新的探月行動將會把科學探索和經濟利益結合起來，以探測月球資源為主，為未來月球資源的開發利用打下基礎。它包括研究月球礦產資源的分布與利用方案，開發月球特殊的空間環境資源，選定和建設月球基地等。
國際月球探測的計劃與現狀
1、美國
美國在1994年恢復探月活動，發射了“克萊門汀”號月球探測器，雖然其主要任務是試驗“星球大戰”計劃研制的儀器，但在科學上取得了豐富的成果。
“月球勘探者”采用了一些低成本的飛行器設計，結構較簡單。它提供了月面一些重點地區大量的基礎性數據，所得數據要比“克萊門汀”探測器詳細得多。這對于了解月球的起源及其整體構造是十分重要的。“月球勘探者”的初步勘測充分表明，月球兩極存在大量零散的冰塊，且北極藏冰量約為南極的兩倍，總儲量為60億噸。這些冰塊分別散布在月球北極近5萬平方千米和南極近2萬平方千米的范圍之內。這一發現證實了這樣的猜測：在過去幾十億年里，冰彗星和冰隕石撞擊月球時，把冰留在了月球上。由于隕石坑底終年不見陽光，使得這些冰塊未曾得以融化和蒸發。
“月球勘探者”
“月球勘探者”的研制符合美國更快、更好、更省的空間探索方針。它造價僅2000萬美元，重
重返月球計劃各階段的主要任務目標如下：
2008年機器人軌道任務對月球進行精密制圖；
2009年機器人月面著陸，測試系統能力，為未來系統開發收集工程數據，探測月表資源、環境特點，獲取科學研究成果，特別是關于早期太陽系的地理特征記錄；
然后計劃演示機器人組網能力、可重復使用行星表面著陸和起飛系統，就位獲取推進劑和資源提取技術等。這些任務將作為2015～2020年載人登月的基礎，將測試機器人和人作為一個整體探測火星及其它太陽系天體的體系；
2018年實現載人重返月球。
2006年底，NASA公布了再次登月的九大天文學目標、重返月球的181件事以及美國探月任務的初步情況。NASA探月計劃的總目標是建設月球基地，計劃先期開展一系列機器人任務，隨后于2020年前完成首次載人任務。整個載人月球飛行計劃的初級階段計劃花費超過1000億美元。
月球勘察軌道器
首次無人探測任務是“月球偵察軌道器”，計劃于2008年10月發射升空。
NASA還計劃在月球的南極或北極附近建造一個太陽能動力的月球基地。通過月球基地，NASA將開展廣泛的科學研究并學習利用月球的自然資源生存，為探索火星做準備。
除此之外，NASA還開展了一系列探月相關的配套研究。如試驗一種可用于建造月球基地的可膨脹結構、進行月球太空艙發射技術的研究、研究月球成像技術、在水下進行太空醫藥學概念和月球漫步技術試驗、保障宇航員未來登陸安全的研究以及研發可用于國際空間站、月球和火星的新宇航服等。
2、歐洲
歐空局早在1994年就開始制定“歐月”2000計劃，目的是在月球上進行基礎設施建設，開發和利用月球資源。
SMART-1有兩項主要任務：一是試驗太陽能電推進技術，二是對月球進行研究和測繪。整個飛行過程可分為4個階段，即發射與早期入軌階段、地球逃逸階段、月球俘獲階段和月球觀測階段。它升空后將首先進入地球同步轉移軌道，再利用自身的太陽能電推進裝置極緩慢地提升軌道高度，用約15～17個月的時間逐步進入環月軌道。進入1000千米×10000千米的月球極軌道以后，SMART-1開始對月球進行探測，重點是月球南極的黑暗區域。它的任務之一是研究月球的構成、礦物質的精確成分以及水的存在與數量等懸而未決的科學問題，以幫助科學家認識地-月系統以及類地行星，并為人類在月球上長期居住提供重要信息。它還對一座稱為“常明峰”的月球山進行近距離觀測。這座山峰終年都有陽光照射，而它周圍的月坑又終年不見陽光。觀測的主要目的是看這些坑內有沒有水冰。
但是，SMART-1的首要任務不是探月，而是驗證新技術。它是世界上第一個綜合利用太陽能電推進系統和月球引力的空間探測器，此前歐洲還從未把太陽能電推進系統作為主推進系統使用。電推進試驗將驗證以微小推力推進方式實現深空探測的技術。這也是SMART-1與以往的深空探測器最大的不同點。試驗成功后，今后將在更遠距離的飛行中采用這種推進系統。電推進比通常采用的化學推進系統效率高10倍。
2007年，完成返回船論證任務；
2009年，完成火星生物學研究，尋找火星上的生命跡象；
2011年，取回火星樣品；
2014年，進行人類登陸火星的技術論證；
2018年，完成先驅性技術任務；
2024年，歐洲航天員登上月球；
2026年，自動探測器登陸火星；
2030年，為人登陸火星做前驅準備；
2033年，實現人類登陸火星的夢想。
2007年1月，歐空局在愛丁堡主辦了歐洲太空長期探索主題討論會。會上成員國一致認為目前最重要的是，制定并關注歐洲獨立的太空探索計劃，并了解如何使其與全球的航天計劃相結合。同時也有專家建議，鑒于財力和人力有限，歐洲應在太空探索中發揮更多的自主性，集中力量探索火星，暫不參加美國倡議的月球探測計劃。隨后法國議會出臺的一項報告指出，面對如此嚴峻的航天競爭，歐洲應該增加投入加強航天探索。
而就在2007年1月和3月，英國和德國先后提出要甩開歐空局，各自單獨進行探月，意大利也曾宣布將實施一項國家月球探測計劃。英、德等國的這一決定，再次掀起軒然大波，但是否會影響歐空局的曙光計劃，還有待于觀察。
3、俄羅斯
20世紀90年代，俄羅斯曾制訂過其第二個探月計劃，并準備于1997年底開始實施，目標是提取月球上的氦-3，以滿足能源需要。該計劃分三個階段：1997～2001年發射幾個探測器，建立月球探測網，全面繪制月球圖；2001～2010年發射月球車，采集月巖樣本運回地球分析，以確定其中的礦物含量和礦藏所在地；2010年后建立月球基地，研究采礦工藝。后因資金問題，該計劃沒有按時實施。自1996年發射“火星”96探測器失敗后，俄再也沒有發射探月器。
俄羅斯能源公司宣布俄羅斯計劃于2011年至2012年開展首次載人環繞月球飛行，并在此后進一步開發月球資源。該公司月球探索計劃分三階段：新型“聯盟”號飛往月球；在月球建立永久性基地；對月球表面展開氦－3的工業性開發。
俄羅斯航天局對此指出，目前俄羅斯并未制定對月球及更遠行星的探索計劃，目前的主要任務仍然是載人航天飛行的研發。根據《俄聯邦2006—2015年太空發展計劃》，俄羅斯并沒為探月計劃留有經費。由于預算短缺，俄羅斯航天局曾表示，如果美國提供必要的經費，俄羅斯愿意參與美國的探月計劃，但這一請求遭到了美國的拒絕。
4、日本
由于技術復雜，探月原來一直是美蘇的“專利”。1990年1月，日本率先打破了美蘇的壟斷，成功發射了“飛天”（“繆斯”A）探月器，成為第三個探月的國家。該探測器重
2007年1月，JAXA決定中止月球探測器“月球－A”的發射計劃。該探測器計劃攜帶兩個穿透式著陸器在接近月球后將其發射并穿透月表，探查月球內部的構造、組成和熱狀態等。JAXA表示，由于著陸器技術難關遲遲未能攻破，致使先于著陸器10余年開發完成的探測器嚴重老化，探測器老化以及衛星設計缺陷都是“月球－A”計劃被中止的主要原因。相關部門因種種原因臨時調整運載火箭發射安排，也影響了整個“月球－Ａ”計劃的進度。這些都暴露出日本航天研究領域項目間協調不利的問題。另外由于英國航天局也提出了類似的探月計劃，日本也不排除與英國合作的可能。
2006年末，日本宇航探索局（JAXA）宣布計劃在2030年建成月球基地，并將允許2-3名宇航員停留。
目前，日本還正在研制“月女神”（SELENE，全稱為“月球與工程探測器”）探測器，計劃于2007年8月發射。
“月女神”任務將實現3大目標：
（1）進行全球、高精度觀測，以研究月球的起源和演變；
（2）數據將用于研究未來月球利用和載人探測的可能性；
（3）開發未來月球探測技術。
“月女神”包括主軌道器和兩顆子衛星（中繼衛星和VRAD衛星）。主軌道器將觀測月球表面的元素和礦物分布、表面和亞表面結構、重力場、剩余磁場以及高能粒子和等離子體環境。中繼衛星（RSAT或Rstar）將中繼主軌道器和地面站之間的多普勒測距信號，實現世界上首次直接測量月球背面的重力場。中繼衛星和VRAD衛星上的差分甚長基線干涉儀（VLBI）射電源用于最精確地確定月球的重力場。
5、印度
印度首席科學家稱，印度有望于2007年末發射首個本土研制的“月球初航”（Chandrayaan-1）航天器。如果此次任務成功，將隨后啟動月球著陸計劃——“Chandrayaan
印度目前正實施“月船”1探月計劃，已于今年開始裝配，預計2008年3～4月發射。“月船”1探測器重
“月船”1擬用“極軌衛星運載器”(PSLV)送入地球同步轉移軌道。探測器隨后將利用自身推進系統進入
6、英國
英國的航天科學家
“月光”行動預計耗資7500萬英鎊，主要任務是從月球軌道器上向月球發射4個
據悉，這2項計劃將分別耗資5000萬至1億英鎊，由英國政府和民間機構共同承擔。
7、德國
完成這一項目后，德國還計劃在2020年前發射能夠對月球土壤取樣的無人探測器。
德國提出獨立展開探月項目標志著曾在第二次世界大戰前領導全球航天技術的德國正重拾“太空夢”，這對德國人來說意味著一次“信心上的飛躍”。
未來發展方向：NASA公布“全球探測戰略”和探月體系
想象中可長期居住的月球村
NASA于
NASA副局長沙娜？戴爾正負責領導由世界上14個航天局參與的一項長期戰略制訂工作。她說：“這一戰略將使相關國家能利用它們的能力以及資金和技術貢獻，使全球各地可用的知識和資源得到最優利用，從而幫助加強一項協同的行動，推動我們進入這一新的發現和探索時代。”
“全球探測戰略”重點涉及兩大綜合性問題：為什么應重返月球和到月球上要做什么。該戰略提出了一整套開展載人和無人月球探測的理由。NASA擬議中的探月體系則把重點放到第三個問題上，即人類怎樣才能完成探月的使命。
我們到月球上去做什么？
2006年4月，根據國會的要求，并為了實現NASA戰略規劃和美國空間探索構想中提出的目標，NASA啟動了“全球探測戰略”制訂工作。該戰略仍在基于1000多位人士之間的一項長時間對話而不斷完善。這些人士包括來自NASA和其它13個航天局以及非政府機構和商業團體的專家。澳大利亞、加拿大、中國、歐洲、法國、德國、英國、印度、意大利、日本、俄羅斯、韓國和烏克蘭航天局的專家參與了這項工作。
NASA規劃人員把這一國際性工作組的想法以及學術界、私營部門和普通公民的意見作為起草美國重返月球藍圖的依據。NASA于2006年5月成立的探月體系工作組得出的結論是，最優越的辦法是建設一座太陽能月球基地，并把地址選在月球的一極附近。有了這一前哨站，NASA將學會利用月球的自然資源實現自給自足的生活，為遠赴火星做準備，開展廣泛的科學考察，并鼓勵國際參與。
按目前的設想，美國將首先派出由4人組成的機組執行幾次為期一周的登月任務，逐步建立起探月能力，直到使電力供應、漫游車和居住設施達到實際運行水平。首次載人登月飛行將在2020年前開始進行。隨后將進行為期180天的飛行，以為火星旅行做準備。
擬議中的探月體系要求開展旨在為載人飛行提供保障的無人先期探測任務。這些先期探測任務涉及著陸場偵察、自然資源勘測以及載人著陸器技術風險的降低。
進入2007年，NASA將繼續細化其探月體系，保持2006年啟動的開放式對話，以圖進一步完善“全球探測戰略”。NASA的目標是實現持續的空間探測，并使各參與機構能利用多方受益的成果實現各自的目標。
NASA公布的一個月球前哨站模擬圖
1、為什么應重返月球？
為什么應重返月球？在過去一年里，NASA拿這個問題問了世界各國的1000多人。他們當中有科學家、工程師、企業家、航天支持者和普通公眾。對于這個發人深思的問題，他們都給出了自己的回答。
基于他們的答復，NASA和世界上的13個其它航天局一道開展了“全球探測戰略”的制訂工作。該戰略旨在解釋為什么國際社會認為人類應該進行空間探測、空間探測怎樣才能為地球上的人類造福以及月球怎樣才能在太陽系探測工作中扮演關鍵性的角色。2006年全球航天界試圖完成的主要工作之一便是回答這樣兩個問題：“我們為什么應重返月球？”和“我們想通過探月來達到什么目的？”
2、探月主題
通過最近進行的“全球探測戰略”討論，NASA總結出了6個探月主題。該局在擬定這些主題時對全球航天界提出的問題就是“我們為什么應重返月球？”。根據所得到的答復，NASA找出了6個共同感興趣的領域，從中可以反映出世界上對月球探測價值的認識。NASA基于這6種想法，與其它航天局一道制訂出了下述這6個探月主題：
（1）人類文明——把人類的存在范圍擴大到月球，以最終實現在那里定居。
（2）科學知識——開展科學活動，以回答有關地球、太陽系和宇宙的歷史以及人類在其中所處的位置的基本問題。
（3）探索準備——試驗技術、系統、飛行操作和探測方法，以降低未來對火星乃至更深遠的地方進行探測的風險，并提高探測效率。
（4）全球合作——把具有共同目標的國家團結在一起，開展一項具有挑戰性、共同參與和和平性的活動。
（5）經濟擴展——擴大地球的經濟圈，并開展有助于改善地球上的生活的月球活動。
（6）公眾參與——利用一項充滿活力的空間探索計劃來吸引公眾、激勵學生并幫助培養應對未來挑戰所需的高技術隊伍。
3、探月目的
NASA從“全球探測戰略”的制訂過程中總結出了近200項探月目的。該局在擬定這些目的時對全球航天界提出的問題是：“我們想通過探月來達到什么目的？”。它利用對這一問題的眾多答復編制了一個數據庫，其中囊括了人類在月球上可以做的近200件事情。這些探月目的旨在把參與探月的人員可能想開展的各種活動都涵蓋在內，而這些活動可能由NASA來完成，也可能由別的航天局、私營公司、大學乃至致力于空間探測的任何其它單位或個人來完成。
最重要的是，每項探月目的都有助于實現至少一個探月主題下所界定的廣泛目標。例如，“研究月球上的月坑”這一目的與“科學知識”這一主題相關，因為研究月坑將有助于我們更多地了解月球和太陽系。通過把目的與主題聯系起來，類似于NASA這樣的機構可以更好地認識要實現其目標所必需開展的具體活動。
NASA將從探月主題和目的中尋找思路，并開始制訂NASA準備在月球上開展的活動的時間表。這些主題和目的并不構成美國政府或NASA的政策，也不代表NASA或全球航天界的任何部門計劃開展的活動。它們并不反映需要制訂國內立法或簽署國際協議來加以實施。NASA只是為制訂這些主題和目的提供了便利，而這些主題和目的也僅僅是美國及其潛在國際合作伙伴在開始制訂探月體系時要考慮的一組數據。
