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月球新焦点:全球深空竞赛的制高点

来源:醒目网
月球新焦点:全球深空竞赛的制高点

世人常以为,月球不过是一颗光秃秃、死寂无声的天体。半个多世纪前人类已踏上此星,为何如今各国还竞相投入巨额资金,紧锣密鼓地推进探月之举?

实情是,重返月球并非简单的故地重游,月球探测早已成为解开宇宙谜团、规划地月经济、迈向更遥远深空的关键枢纽!

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月球探索已然是全球科技进步的战略要地

公元1969年7月20日,美国阿波罗11号飞船成功实现人类首次载人登月壮举,这是人类挣脱地球引力、迈向外太空的重要里程碑。

岁月流转数十年,月球探测早已超越了单一的航天技术突破范畴,转而成为全球大国争夺深空未来的核心竞技场,新一轮世界探月热潮已然兴起。

自二零二六年始,全球探月部署持续升级。NASA在五月二十七日公布了未来十年的月球基地宏伟规划,以实现人类在月面持久驻留为核心目标,拟定三阶段发展路径,计划执行八十一次探测、建设及运维任务,其中包含七十三次月面着陆行动,累计向月面运送物资将逾二百一十四吨。

此月球基地选址于月球南极,从公开资料和任务部署来看,沙克尔顿连接脊和莱布尼兹-贝塔高原区域是其核心候选驻点。NASA目前已发布的十九次无人月球着陆任务合同中,有十一次将定点于沙克尔顿连接脊、莱布尼兹-贝塔高原、马拉珀特山等月球南极重点区域。

关于载人登月,阿尔忒弥斯四号计划于二零二八年搭载宇航员登陆月球南极,沙克尔顿连接脊将是其最有可能的候选着陆区。

注释:表中数据源自国内外科研论文、美国地质调查局报告等文献资料,请注意月球相关数据为根据月球遥感、就位探测数据估算的理论可开采总量,而地球相关数据为当前价格、技术、法规条件下经济可开采的储量和已勘探定位、有地质数据的查明资源总量。

月球南极成为持久驻留的首选之地

不同于阿波罗时代短暂访问式的探测,这一波探月热浪的核心目标,是让人类真正在月球住下来。凭借其得天独厚的资源禀赋,月球南极已然成为全球探月的核心焦点,美俄日印等国均将后续探测任务目标选在这一区域。

月球1.5°的自转轴倾角,造就了南极独有的资源格局:月球南极分布着珍贵的永昼峰,年日照比例高达八成,月球车通过小范围移动后即可持续获取稳定太阳能。

与此同时,众多撞击坑深部形成了永久阴影区,常年不见太阳直射,温度可低至零下二百三十摄氏度以下,犹如天然的宇宙冰柜,稳定储存了巨量水冰资源。

此外,月球南极坐落于直径2500公里的南极-艾特肯盆地,存在获取被小行星撞击溅射而出的下月壳乃至月幔等深部物质的潜力。

可以说,月球南极是全月球唯一同时具备月幔物质露头、低温永久阴影冰库、近连续光照高地的独特区域,在月球深部物质、太阳系早期演化、行星挥发分、空间环境等研究领域具有不可替代的科研价值。

例如沙克尔顿连接脊,就是兼具光照与水冰优势的绝佳位置,但其可供载人着陆的平缓台地面积仅约六平方公里。

可以预见,围绕这些稀缺优质点位,未来将出现多国探测器集聚、作业区域连片交织的态势。

沙克尔顿撞击坑附近的月球南极地形 图源:张天馨 编辑

水冰对于研究太阳系早期演化历程具有重要意义。月球南极永久阴影坑内恒久的极寒环境,完好封存了彗星、小行星撞击带来的原始挥发物与有机分子,几乎不受热挥发损耗。

数十亿年持续累积的冰壤混合物,保留了不同时期天体撞击、太阳活动的化学痕迹。通过分析冰体内的同位素,能够区分水的不同来源,还原早期太阳系物质构成,填补地球板块运动抹去的原始演化线索。

水冰有望解决人类长期驻月的生存难题。载人太空探索中,水和氧气是最基础的需求,但从地球向月球运输物资成本极高,譬如一瓶普通饮用水的运输费用,在地球上足以购置一辆豪华汽车。

而在月面原位采集水冰并转化为饮用水和氧气,为航天员生命保障系统提供支持,无需依赖地球补给,能够降低长期驻留的长远成本,同时增强月球基地的自主性和可靠性。

水冰还是人类地月往返、迈向深空的“太空充电站”。月球重力仅为地球六分之一,月面发射航天器所需燃料更少。

依托南极水冰原位制备氢氧推进剂,实现航天器月面就地加注补给,将助力人类将更多月球物资带回地球,不断拓展深空任务的航程与探测边界。

新的太空纪元已然开启

优越的光照条件、丰富的水冰资源与战略区位优势叠加,让月球南极成为全球航天大国的战略部署要地。全球探月发展的时间维度,也从短期的象征性登月事件,延伸至长期的基础设施建设与持续性驻留能力构建。

其发展的核心,在于如何以更高效率效益、更加可持续的方式获取更丰厚的知识与物质产出,即追求“多、快、好、省”。

美国推行以商业航天为主导的战略路径,尝试通过政府出资采购月面载荷投送、宇航员着陆、月球车研制等服务,吸引众多商业航天企业深度参与月球基地建设,从而赢得全方位竞争优势。

我国应当坚持从实际国情出发探索自己的道路,一方面宜围绕明确目标,充分利用机器人、人工智能等迅速发展的前沿技术,科学规划无人与载人月球活动的规模与节奏,建设人机协同、特色突出、高质量高效益的国际月球科研站;

另一方面应依托完整的产业链优势,通过专项任务订单、产业引导基金等多元化投入机制,加速扶持商业月球探测产业发展,汇聚多方力量共建地月经济圈,推动月球活动的可持续发展。

人类重返月球绝非阿波罗计划的简单复制,而是从短暂到访到长期驻留、资源利用的范式转换。月球南极是否真藏匿着大量水冰?

这些水冰能否成为人类突破地球束缚、实现在另一颗星球生存的希望载体?随着嫦娥七号整装待发,这些疑问或将有答案,人类或将解锁月球极地密码,崭新的太空时代已经到来。

作者:王琼,国家航天局探月与航天工程中心研究员

审核:刘颖 李培元 张超 杨柳

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