阿波罗计划之后，似乎人类已经“征服”月球，对它的了解也已经足够多；如今再次掀起的探月潮，研究目标何在？

　　★ 文/吕静

　　1976年8月，在阿波罗计划最后一次登月之后的4年，一个6吨重的飞船停在了月球的危海，该飞船仅仅在月球逗留了一天，即发回月面的壮观照片，并采集了岩石标本，就匆匆返航。
 

　　“月神24”是前苏联无人样本返航计划的一只飞船，这个计划共有三只飞船，只有“月神24”安全返航。

　　在冷战政治的奇怪逻辑中，俄国人的月球计划在登月战役中被看成是一种失败，因为他们用的是机器人。而事实上，“月神”计划是一个惊人的技术进步。“月神17”和“月神21”都配备了最早的全自动地外飞行器，而且它们历时几个月，沿月表旅行了几千公里。“月神16”“月神20”和“月神24”还是唯一带回月球土壤样本的机器人计划。“月神24”在月球上钻了一个2米的核心样本，与阿波罗宇航员所钻的深度一样。

　　这些是30年前的事情，自那以后，再没有一条返回式的飞船登上过月球。

　　但是，所有这一切就要改变了。大约在下一个10年，新一代的月球计划将使人类革命性地理解我们的这个近邻。有了适当的预算和有限的有效负荷，这些无人驾驶飞船将更像前苏联的“月神”而不是美国的阿波罗。这些计划将是美国航空航天局(NASA)、欧洲宇航局(ESA)、中国、英国和印度，也许还有其他国家共同参与的国际性项目。在2020年之前，为深入了解月球，人类将重返月球。

　　从月震捕获信息

　　和上世纪60年代竞争性的太空竞赛不同，这一次重返月球将是一次高度合作的行动。2008年3月，NASA宣布了一项提议，要将所有国家的无人登陆器都联合起来，挑选组成为国际月球网络(ILN)。这一网络将扫描整个月球，详尽地倾听、测量和分析月球表面。

　　对于我们来说，月亮还有很多未解之谜。没有人知道月亮内部是由什么组成的。它是不是有一个固体的金属核心，还是有一个熔化的核心，或者二者兼而有之？——实际上，我们迄今完全不知道月亮是不是有个核。GRAIL这一月亮轨道器将于2011年发射——到时候月亮将会“被敲个底朝天”。

　　GRAIL将绘制出比以往任何一次计划都准确1000倍的月球重力场图。一旦宇航员再度飞向月球，这将是准确登陆所必需的知识。不过，重力试验也有纯粹的科学目的。假如，月球和地球一样，最里面是一个固体的核心，外面还包着一个液体的核心，GRAIL就应该能探测到其内核的颤动，并能揭示出它以前的样子和现在的整个风貌。

　　就算GRAIL不能直接探测到月球核心，借助ILN上的震动探测器，它也可能确定月球内部的结构。月球科学家长期以来一直梦想着建立一个月球震动网络。通过聆听一个物体中震波的传播方式，你就可以说出很多关于这些被波穿过的岩石情况，比如它们是什么岩石，是怎样排列的，以及它们的密度结构是怎样的。事实上，我们关于地球内部的知识主要都来自对地震波的测量。

　　震动网络并不全是新的东西，6个阿波罗计划中的4个都带有功能完善的测震仪，这些设备直到1978年才被关闭。但是，测震仪是不完美的听诊器。它们只能观测到同测震台之间距离一样的深度。而由于阿波罗上的几台测震仪被分开放置时中间只有几百公里，它们无法提供月核的答案，也无法提供月球远侧的地震强度，因为那里没有放置传感器。

　　虽然有其局限性，阿波罗的网络还是提供了一些月球信息，比如它发现了月震及其两个发生特点：深和浅。阿波罗的仪器录制了几千次发生在月表700到1000公里以下的深层月震，这比地球上的地震要深得多。浅表的月震就更加令人迷惑了，其发生量也非常少；阿波罗震动检波器在8年中记录了28次，最高震级是5.8级，这种月震就足以引起月球上任何人造基地测震台的明显结构性损害，特别是因为月壳的刚性，引起的月震要比地震持续的时间长。

　　基本上，我们对浅表性月震一无所知。没有人知道它们是由什么引起的，也没有人知道它们是发生在月表之下200公里还是1公里，也不知它们是随机分布地发生，还是趋向于在某一个地方发生，如果确实如此，经常发生月震的地方就不是建立月球基地的好地点。新的震动网络将有助于回答这些问题。

　　从外到内，了解月球起源

　　另外一个要做的月球网络项目是测量来自月球内部的热流动。这一指标将揭示月球内部由放射性元素所产生的热量有多少，这些信息都会有助于解释月震的发现。对震动波的测量也有助于明确月球的组成成分。如果证明月球成分与地球非常不同的话，就相当于给研究工作扔了一个解决问题的扳手：人们一直认为月亮是由地球与一个火星大小的行星碰撞的碎片所形成的。

　　建立热流传感器网络可能比较麻烦，因为需要将它们深埋在月壤下。阿波罗的宇航员曾希望在月球上钻一个3米深的孔，但是却吃惊地发现月球岩石表层的风化层非常坚固，所以最后也没能打到预定的深度。既然宇航员做起来都很困难，那么，按理说机器人做起来就该更困难了。但是，“月神24”却证明，这也许并不是不可能的。

　　ILN要解开的第三个谜团就是月球磁力。不像地球，月球没有磁场。可是NASA卫星“月亮勘探者”在上世纪90年代晚期的时候曾按计划撞击月球，结果发现月表有大块的磁性物质，这些物质究竟是如何抵达月球的仍然是个谜。早期月球是不是有个磁场，而这正是其遗迹呢？或者这些物质是以某种方式被陨星撞击而磁化的？人们认为，月壤包含着微细的铁粒。而撞击会熔化或蒸发这些铁，并能在岩石冷却后产生一种会在铁粒上留下永久印记的瞬态磁场。正如地球磁场的作用一样，这种印记磁场可能有助于保护未来的月球基地免受太阳风的危害，并可保护电子系统和宇航员不受带电粒子的轰击。

　　由于所有这些原因，ILN的网点将可能包含一个测震仪、一个热流探测器和一个磁力计。但是，很多细节还有待澄清。第一是定位问题。要做得好，一个测震网络将至少需要6个站点，要均匀分布在月球的各个地方，有远端的，有近端的，还有靠近两极的。第二，所有的站点都要在相同时间进行测量。还有，这些观测站点要能连续工作，至少要和测震网络的操作时间一样长久。

　　一个更让人头大的问题就是在长达14天的月球夜里给这些站点供能，因为这个时候是得不到太阳能的(有人建议白天用太阳能，夜晚是用电池或燃料电池，靠近月球两极的地方用得天独厚的太阳能，还有人提议用核反应堆)。假如有半数网点在一定的时间里都因为漫漫长夜缺少动能而未能联机的话，那么，整个网络就告瘫痪。更糟糕的是，远端的观测站点将没有能看到地球的直接线路，需要一个起着通讯转播的轨道卫星。

　　计划已经启动

　　一些成员已经提出了详尽的计划。欧洲宇航局(ESA)的高级研究协调员符英历经10年研究出一套微型仪器，将在2013年随欧洲宇航局的“火星探测器计划”上天。由于配备了一个测震仪、一个热流探测器和一个磁力计，这是一套与ILN网点很相像的虚拟蓝图。欧洲宇航局提出的下一次月球计划的一部分也包括着相似的装备。英国正在研究被称为“月光普照计划”的可行性，据伦敦英国国家宇航中心的太空科学主任帕克说，该计划将有3～4个小型科学观测站登陆月球，他补充说道：“虽然细节还没有最终确定，但‘月光普照轨道器’也一样需要数据中继链接。”

　　在已经计划的项目中，有两件事最引人兴趣：这就是钱和信息。目前钱已经开始流入，今年4月，NASA为加州莫菲特场新的月球科学研究所剪彩，该所将配合美国的月球科学研究，最终也将与其他国家一起进行合作研究。今年，这个研究所将颁发总数为500万美元的奖金，支持那些在2008年底之前从事月球科学研究的50位科学家。

　　2008年日本发射的“月亮女神”和中国的“嫦娥一号”轨道器都将源源不断地发回有关月球的信息数据，印度也于几个月后发射了月球初航-1号，NASA计划将于2009年2月份发射月球勘探轨道器(LRO)，于2011年发射GRAIL，然后就将到所有这些登陆器组建ILN网络的时代。

　　世事难料，40年前超级大国登月的太空竞赛，如今正在渐渐演变为国际间的合作项目。