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| 月球探测与资源开发利用研究（14） |
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月球探测
与资源开发利用研究（14）
胡经国
7、美国重启登月计划
据报道（20191227），美国最早于1958年8月18日发射月球探测器。但是，由于第一级火箭升空爆炸，半途夭折了。随后，又相继发射了3个先锋号探测器，均告失败。直到1964年1月30日发射的徘徊者6号，才在月面静海地区着陆。徘徊者6号是美国的无人行星探测任务“徘徊者计划”的第6颗无人探测器。它被设计成撞击月球表面的探测器，并且在撞击前的最后几分钟飞行时间内传送回月球表面的高分辨率照片。但是，由于摄影机系统的故障，因而没有任何影像被传送回来。
在随后的4年间，美国发射了9个徘徊者月球轨道器，在不同的距离上拍摄月球表面状况的照片，以了解飞船在月球表面着陆的可能性；发射了5个勘察者月球自动着陆器，通过电视发回8.6万张月面照片，了解月球土壤的理化特性；发射了3个月球轨道器，对40多个预选着陆地点进行详细观测，获得1000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出了10个登月点；发射了10艘双子座飞船，进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。经过这一系列的无人探测之后，月球的庐山真面目显露出来了。
在经过1966到1968年6次不载人飞行试验和在1968、1969年的3次载人飞行试验以后，美国开始了人类第一次登月任务。在1969年7月21日2点56分，阿姆斯特朗扶着登月舱的阶梯踏上了月球。整个阿波罗登月工程历时约11年。自1972年第六次登月成功结束以后，美国登月计划戛然而止。
将近半个世纪过去，NASA没有复制阿波罗的壮举，再次踏上月球。经过47年的发展，人类的航天工程实力也早已有了新的飞跃。2019年5月，美国副总统彭斯在公开讲话中又宣称，美国将重返月球计划再次提前4年，也就是说美国将在2024年实现重返月球计划。
为了加速推进这一计划，美国政府考虑将NASA的部分任务外包给商业化的技术公司。“如果商业火箭是未来五年内能让美国航天员重返月球的唯一途径，那么就采用商业火箭。”彭斯说。彭斯之所以这样说，是美国出色的商业航天在撑腰；此次重返月球计划至关重要的一环就是建成名为“深空门户”（Gateway）的小型国际空间站。
按照构想，该空间站建立在月球轨道上；建成后可作为通往月球表面和深空目的地的门户。它的组成部分包括：航天员的生活舱、实验场所、物资运输舱、对接口等。NASA计划于2022年，借助商业飞船开始发射相关组件，并且于2026年基本组装完成。其关键步骤主要为：
第一步，2024年，进行第一次演示任务，着陆器只包含登陆舱，从“深空门户”出发降落月球表面。
第二步，2026年，进行第二次演示任务，月球上升舱、登陆舱、转运舱由三次发射任务送到“深空门户”。转运舱先将着陆器（包括上升舱与登陆舱）运送到近月轨道；然后着陆器着陆开展探测任务；任务结束以后上升舱独自返回“深空门户”。
第三步，2028年，发射新的月球登陆舱到“深空门户”，与上升舱、转运舱集合。同时，4名航天员也抵达“深空门户”；之后乘着陆器登陆月球，并且在月球上停留7天，再返回空间站。
目前，美国要实现重返月球计划，最大的问题就是资金问题。虽然借助于市场的力量，利用商业航天带来一定的经济效益，降低成本；但是是否真正能实现，还都是未知数。可以说，美国重返月球计划仍是道阻且长。
8、NASA对月球表面进行虚拟巡视
据报道（20180412），美国国家航空航天局（NASA）发布了关于著名月球景观的虚拟旅行视频。
该视频是用月球勘测轨道飞行器（LunarReconnaissanceOrbiter）在9年的时间里拍摄的照片制成的。在这些景观中，可以查看美国“阿波罗-17”号宇航飞船的着陆地点和1972年宇航员在进行为期三天的月球行走时走过的路线的一部分。
9、特朗普将请求国会增加NASA月球计划开支
据报道（20190310），俄罗斯卫星通讯社莫斯科3月10日电，据《华尔街日报》3月9日援引知情人士的消息报道，美国总统特朗普打算请求国会在2020财政年度，将美国国家航空航天局（NASA）月球计划的支出增加5亿美元。该财政年度将于2019年10月1日开始。
总体上，美国总统政府希望国会为NASA的所有项目拨款210亿美元。该报称，这比美国家航空航天局在本财年所获的款项减少约2%。
美国国家航空航天局网站发布消息显示，该机构在2018财政年度请求为月球发展项目拨款8.208亿美元；计划在2019财政年度申请超10亿美元；在2020财政年度申请9.127亿美元。
该报写道，白宫将于3月11日公布预算草案。这是向国会提交的申请，表明本届政府的优先事务。
美国航天局计划于2020年代与多国合作建造月球轨道空间站LOP-G（月球轨道平台－门户，LunarOrbitalPlatform-Gateway）；其轨道近月点4500公里，远月点75000公里。
10、美国计划2028年再次登月
据报道（20190312），俄罗斯卫星通讯社华盛顿3月12日电，3月11日公布的美国国家航空航天局预算草案显示，美国希望至2028年再次实现登月。
根据所提交的文件，2020财政年度美国家航空航天局的拨款总额可能达到210亿美元。其中，将划拨3.63亿美元用于支持商业公司建造“用于运货以及宇航员登月的大型飞船”。
美国家航空航天局网站上刊登的与提交预算草案有关的文件称：“与私营公司在开发载人登月系统的伙伴关系以及其他研究……将至2028年达成登月。”
随着特朗普政府上台，美国宣布恢复月球计划，称人类重返月球和在其上长期存在是通向火星载人使命道路上的一个阶段。在新月球计划框架内，美国家航空航天局正在制订建造近月空间站“门户”（TheGateway）的计划。借助该空间站，未来将实现人类飞向月表并且乘坐可重复使用登月飞船往返。
将于2022年开始，在月球轨道建造空间站；而首次载人空间站飞行则定于2024年。按美国家航空航天局计划，美国人登陆月表将不会早于2020年代。
11、美今年将向月球发射“地质学家”机器人和辐射传感器
据报道（20190222），美国国家航空航天局（NASA）科研部门在NASA网站发布了今年年底可能用首批私人着陆器和火箭向月球发射的设备清单。
美国国家航空航天局科研部门副主任史蒂夫·克拉克表示：“这些设备将是某种试探气球，帮助我们利用私企资源建设基础设施，以便向月球运送科研设备。我们计划每年都举办这样的竞标。”
NASA去年11月，与9家航天业知名初创公司和老牌巨头签署协议，是落实这些计划的第一步。在此协议框架下，NASA可以在未来几年内，使用这些公司的服务向月球发送自己的设备。根据协议，NASA在未来10年内，将获得不限量向月球发射着陆器和其他物资的权利。发射和维护总费用不应超过26亿美元。
NASA领导层公布了首次试飞任务可能运送的12个设备。如果“马车公司”来得及准备好着陆器，那么首次试飞将在今年后几个月进行。
在这份清单中，既有专门研究月球特性的科研设备，也有负责在月球表面建设基地、取水、开采有用资源的设备。例如，LETS将首次精确测量月表辐射强度；而它的“同事”，“地质学家”机器人，则研究月岩的化学成分，测量岩石中的水分含量。
12、美国探月计划冠名“阿尔忒弥斯”
据报道（20190514），俄罗斯卫星通讯社莫斯科5月14日电美国国家航空航天局（NASA）已经选定“阿尔忒弥斯”（Artemis）作为美国登月计划的名称。
美国国家航空航天局在推特上写道：“阿尔忒弥斯是希腊神话中阿波罗的孪生妹妹和月神，现在这是NASA包括首位女性和一名男性航天员在2024年重返月球表面计划的名称。”
美航天局局长吉姆·布里登斯廷此前表示，美国总统唐纳德·特朗普要求为NASA额外追加16亿美元预算，用途包括登月计划。布里登斯廷说，这些资金将加快航月火箭和登月系统的研发进程。此外，利用自动站研究月球极地的工作也将得到拓展。
美国副总统迈·彭斯3月在国家航天委员会会议上表示，特朗普已经下令五年内派遣美国航天员登陆月球。彭斯表示，下一位登陆月球的男性和首位女性将是美国人，并且下令动用任何手段在2024年做到这一点。
13、美国宇航员插在月球上的国旗已面目全非
据报道（20191219），20世纪，美国和苏联曾经在航天领域展开了一场竞赛。这场竞赛耗费了双方大量的资金，而最终这场竞赛的巅峰就是美国首次登陆月球。1969年，美国阿波罗号载人飞船成功登陆月球。美国宇航员阿姆斯特朗成为首个踏上月球表面的人类。他的那句话直到今天仍然被人们津津乐道：“这是一个人的一小步，却是人类的一大步。”
事实上，除了这次登月之外，美国人在航天史上的成就似乎总比苏联慢半拍。苏联首先成功发射了人造卫星，还成功将猴子和狗送上了太空。而在1961年，苏联更是完成了载人航天的壮举，让著名宇航员加加林的名字载入史册。此外，苏联人还第一次完成了太空行走，发明了空间站。正是因为苏联人取得了大量成就，所以美国才制定了阿波罗计划，希望一转颓势。
事实上，他们也确实做到了。阿波罗飞船成功登月，在世界范围内都引起了轰动。随后，美国共完成了6次载人登月壮举，将12名宇航员成功送上了月球。
整个阿波罗计划持续了11年，耗资共计255亿美元。整个项目耗资占当时美国GDP的0.57%，占美国所有科研经费的20%。在整个项目中，共有2万多家美国企业参与，200多所大学和80多个科研机构参与研究工作，参与阿波罗计划的总人数更是高达30万人。其科研工作体量是十分巨大。
有的人说，当年美国的影像资料中，并没有拍摄到星星。其实，这是因为登陆月球必须白天进行，否则太阳能电池板是无法工作的；再加上月球上没有大气散射，自然就看不到星星了。中国的玉兔号在月球背面拍照时，也没有拍到星星。又有人说了，月球上没有大气，那么美国人插的国旗是怎么飘起来的呢？其实，这是因为国旗的上边有一根塑料支撑，所以该国旗能够展开。
今年正好是阿波罗飞船登陆月球50周年。当年那面著名的美国国旗，现在怎么样了呢？月球表面的环境很严酷。因为没有大气，白天特别热，晚上特别冷，而且没有大气遮挡致命的各种射线，所以这面旗子的颜色已经变成了雪白色。不过，正是因为月球表面没有大气，所以这面国旗不会受到风的影响，也不会倒下。
14、月球上的美国国旗现在怎么样了？
据报道（20191231），很多人会觉得50年前能够登月非常不可思议。因为自从冷战结束以后，人类再也没有载人登月过，所以人们开始怀疑载人登月是否是真的。即使在网络高度发达的今天，仍旧有些人质疑阿姆斯特朗登月的真实性，甚至还罗列出了非常多的证据；其中最重要的证据是，美国国旗竟然在月球上“飘”动。
美国在月球上的国旗已经有几十年的历史了。几十年间在月球上接受几百度的温差和太阳高能粒子的轰击，估计已经被“漂白”了。但是，根据最近拍摄到的照片来看，国旗的阴影还在月球上，所以美国国旗其实并没有倒下去。
美国国旗的材料是一种高分子聚合物，比一般的布料耐腐蚀得多；其实也就是一种塑料而已，塑料这种东西最怕长时间暴晒和冷热交替。
月球昼夜极高的温度差也会对旗子产生影响。这种高温低温循环作用，会导致聚合物老化。时间长了，就会破坏这些聚合物分子之间的作用力，最终导致物质“烂掉”。不过，有月球探测照到当年阿波罗插旗子的地方仍然存在阴影，所以推测当年美国插的旗子应该还在，至于是否完整就不得而知了。
随着技术的进步，月球已经有了轨道卫星。2012年美国的月球侦察轨道器相机（LROC）发回的图片证实，除了看不到阿波罗11号和阿波罗15号的旗帜之外，所有的旗杆都能在清晰的照片上看到阳光照射的影子。也许阿波罗15号的旗子被小陨石摧毁。
如今距离当年美国的登月行动已经过去了半个世纪。在各种因素长期影响下，其国旗非常大可能已经褪色了。不过在月球环境中，这些旗子能够直立半个世纪，已经很不容易啦！
15、美国宇航员曝光阿波罗11号不为人知的事情
据报道（20191223），迈克尔·柯林斯透露了他与巴兹·奥尔德林和尼尔·阿姆斯特朗在阿波罗11号登月之前、期间或之后从未谈论过的一件事。
1969年7月20日，美国国家航空航天局完成了看似不可能完成的阿波罗11号登月任务。阿姆斯特朗创造了历史，他从月球着陆器“雄鹰”上跳下，向地球上数百万观众发表了具有传奇色彩的“一小步”演讲。这位已故宇航员在月球表面插上美国国旗，结束了与苏联的太空竞赛，一夜之间引起了轰动。
在返回地球以后，阿姆斯特朗因回避公众关注和避免接受采访而遭到公众质疑。这导致一些人质疑整个任务是否是伪造的。但是，而他的同事柯林斯则透露，有一件令人震惊的事是人们不会谈论的。
在本月早些时候，他告诉美国公共广播公司（PBS）的克里斯蒂安·阿曼普：“我想到阿波罗11号上发生的所有事情，我总是把往返月球看作一连串漫长而渐进的事件。我认为，大家都一致看好的一个是当那三个降落伞打开时，在那之前你还以为我要回家了，但是你不可能百分之百确定。”
当你看到阿波罗指挥舱顶上那些美丽东西时，你会说，好了，一切正常。柯林斯先生接着说，他们三个人都很清楚死亡是可能的，但是他们从不谈论死亡。我当然知道我们三人都非常清楚其中的危险。但是，我们从来没有谈论过这件事。我们从来没有说过这件事是否太危险，或者我们不应该做。它回到了我们头脑中某个模糊的黑暗角落，但是我们有更重要的事情要做，或者有更紧迫的事情要处理。
随后，柯林斯先生以一种轻松语调，详述了他对阿波罗11号的美好回忆。在月球上从我家后院的小滑梯上看到的景色的确令人印象深刻。取而代之的是一个巨大的树状球状物体，它几乎要挤进我们的窗户。太阳从后面照过来，它的光线沿着边缘倾泻而下，给了它一种奇妙的照明，突出了陨石坑的高度和它们所在地面的低处。
此前，泰森博士还在阿姆斯特朗的“星谈”（StarTalk）播客中，分析了他在飞行以后的行为，证实这是阿姆斯特朗的自然行为。尼尔·阿姆斯特朗不合群，他是一个非常安静的人，不寻求公众关注。他坐在那里，在他的脑海里，想事情，这是工程师不安分的大脑的活跃思维。这就是我们捕获的东西。
NASA宇航员迈克·马西米诺也给出了自己的看法。我第一次见到尼尔的时候，他站在我们前面，就好像我们在见我们的英雄，他就是那个人，对吧？但是，当他站起来的时候，他看起来几乎是痛苦的害羞，好像他很难说话。他根本没有提到月球，他谈到了试飞，以及它有多重要，你有多努力，他有多热爱它。在他完成之后，我们开始提问和回答，然后我们问他在月球上是什么样子的。
16、美国阿波罗宇航员是如何返回地球的？
据报道（20191230），月球上没有发射基地，阿波罗宇航员是如何返回地球的？
可以说，在众多国家中，美国是航天科技领域发展的先行者；在20世纪美国掀起了一股太空热。在和前苏联的较量中，促使美国开始不断地发展航空航天技术。美国收获的最为明显的成果应该就是阿波罗11号成功发射，并且宇航员阿姆斯特朗成为第1个登上月球的人。
在随后的十几年时间里，阿波罗计划又陆续有10名宇航员登上了月球，可给当时的美国挣足了面子。当然，在这次登陆月球过程中，也有很多人心存疑问。有的阴谋论者认为，美国当年的登月不过只是一场骗局而已。因为，在随后其他国家对月球的研究越来越多，他们发现了端倪，整个过程中的疑点实在是太多了。虽然也有多个国家希望能够尽快地实现载人登月，可是最为重要的一点就是，我们能将探测器从地球发射到月球上是因为有发射基地。但是，当从月球返回地球的时候，月球上可没有发射基地，他们是依靠怎样的动力让火箭返回地球的呢？
据说，在当时美国登月的过程中，美国国家航天局经过讨论，提出了4种可行的方式，最终保留下来的只有一种方式。
第一种方式是用一个大的航天器搭载一个小型火箭，而这个小型火箭携带足够多的燃料；在宇航员到达月球完成任务之后，直接返回地球。这也是最为简单粗暴的方式；但是其成本是非常高的，需要耗费的燃料也是非常多的。
第二种方式是直接向月球发射两个探测器。在第一个到达月球之后，再将第二个探测器在月球上组装完毕。在探测任务结束之后，再返回地球。但是，整个过程是十分复杂的。如果宇航员在到达月球之后无法将发射装置完美组合或者发生了任何意外，他们又该如何返回地球呢？
第三种方式是在地球轨道组装的方式。在天空当中对返回器进行组装，然后在月球和地球的轨道之间往返。虽然这样会节约很多的资金，但是在太空当中组装航天器是非常不切实际的。
第四种方式是被美国所保留下来的一种方式。在航天器发射过程中，携带部分燃料和一个比较小的登月舱；到达月球轨道的时候释放登月舱，把人送到月球的表面，航天器停留在月球轨道上；宇航员离开月球的时候，可以利用这些很少的燃料与航天器会合，最后返回地球。这种方式的成本还是比较低的。
即使月球上没有发射器，我们也是可以从月球上返回地球的。因为，月球环境中是没有重力的；月球的引力比地球小得多；在没有大气层的情况下摩擦力也会减少。所以，月球上火箭的发射会比地球上变得更加容易。
17、美国为什么放弃登月的一种无实证的猜测
据报道（20200104），美国为什么放弃登月？这张封锁了20年的照片或许就是答案。
小时候读的课文里曾有“月亮像一个大玉盘”的句子，而且人们每天晚上看到的月亮的确也是白白的，就像白玉一样漂亮。所以，在人们的意识中，月亮应该是一个美丽的球体。为了证实这种想象，人类一直都有登月的梦想，而这个梦想也在20世纪70年代实现了。
在上世纪70年代，美国率先发射了飞向月球的宇宙飞船，并且将宇航员成功送上月球。在这一过程中，飞船一直与地面保持着联系。在美国宇航员到了月球以后，他们透过飞船的窗口看到月球表面并非如人们想象的那样透亮，而是一片像灰尘覆盖的荒漠。在宇航员下了飞船以后，还没等他们做什么，就发现月球山脉上有像飞碟一样的探测器，似乎在监视飞船和宇航员。这时候，宇航员和地球的通信突然中断了。在宇航员对着探测器说出他们是为和平而来的时候，这个探测器就莫名奇妙地消失了。而同时宇航员和地球的联系也再一次接通。当时，宇航员们还将所发现的不明物体拍了下来。
后来，美国宇航员安全回到了地球，而且这些人也都很健康。但是，从那次以后，美国就没有再次登陆月球。有很多人猜测，也许宇航员到月球上发现了什么危险的东西，又或者就是因为那个不明探测器，让美国感觉到了不安。所以，美国不愿意再登陆月球了。不过，这种猜测并没有得到任何证实。
2019年12月19日编写于重庆
2020年1月16日修改于重庆
2022年4月3日修改于重庆
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