月球探索           2010-9-12

      月球是地球唯一的天然卫星，它与地球的重量比或体积比在太阳系的诸多卫星与其行星的重量比或体积比中是最大的。在地球人类的眼中，太阳在白天给人以温暖和光明，给生物以生命的活力、能量，给世界以五光十色的彩烂，它是阳刚的；月亮在夜间给人以柔和的光亮，它时而园满，时而弯弯，周而复始的变化是那么的美妙，它是阴柔的，中国古人将月亮称为太阴。古人类各民族的神话中，太阳神都是男性的，月亮神都是女性的，不仅有太阳神崇拜，也有月亮神崇拜。古人认为月亮里有神仙居住的宫殿，称为月宫。中国古人传说，嫦娥吃了长生不老药，飞升月宫，成为月宫宫主；月宫内多桂花树，花酿的桂花酒成为西王母的蟠桃宴必用的佳酿。

      自从牛顿建立了万有引力定律，伽里略等发明了天文望远镜，以后又有了射电望远镜，现代人才知道，月亮的引潮力是地球潮汐和地震的主要外因；月光是月球对阳光的反射，月亮阴影的遮掩是日食的原因，而地球阴影的遮掩是月食的原因；月面上较暗处实际上是较低凹的"平原区"--称之为"月海"，月面上较亮处实际上是高原和山脉区；月面上多环形山，那是早期月球火山喷发及大流星撞击形成的；月球上几乎没有大气层（其大气密度估计低于一万亿分之一的大气压），更没有水层，但在其山谷底部可能有固体水；由于没有浓厚的大气层，没有漫射光，月球上照到阳光的地方，温度可高达120多摄氏度，而阴暗处温度可低到摄氏零下180多度；因而，月球上是没有生命的荒漠之地。由于月球的自转周期与其公转周期相同，所以它几乎只以同一面面向地球；因为进动和章动的缘故，我们能看到约60%的月面，在没有绕月探索的人造飞船前，另外约40%的月面，我们一直没看到。现在知道那一直背向着我们的约40%的月面与我们已熟悉的那约60%的月面的景象是很不同的。背对地球的一面地壳厚很多，有更多的陨石坑，几乎没有"月海"。

      以地球为参考，就短周期而言，月球以地球为焦点（实际以地月系的重心，约在地表下1000余公里）作椭圆型轨道公转，符合开普勒的行星运动规律；而地球一面自转，一面绕地月系的重心每月摆动一次；而就长周期而言，月球现以每年约38毫米的速度远离地球。并非是以闭合的椭圆型轨道运动，而是个螺旋型的轨道运动。同时，地球的自转越来越慢，如今一天的长度每年变长15微秒。这是地月系统的引潮力作用使地球的自转角动量转移为月球的公转角动量的结果。历史上，早期地月彼此比现在接近得多，地球和月亮的自转比现在快得多。根据古生物地质探测分析，得知：四亿年前，地球每年是400天，那时，地球每自转一周的时间为21.5小时，比现在要快3.5小时；月亮绕地球一周只有9天左右；而地球与月球之间的距离，仅为现在的43％左右。如以太阳为参考，就短周期而言，地球以太阳为焦点一面摇摆地自转，一面作椭圆型轨道公转，符合开普勒的行星运动规律；而月球则是随地球对太阳作螺旋型的轨道运动！同样地，主要由于太阳和地球间的引潮力作用，使地球逐步远离太阳。就长周期历史地而言，地球绕太阳的公转，也是个变径的螺旋型的轨道运动。另外，如以天狼星或银河中心为参考（如今太阳系的公转中心是天狼星还是银河中心，尚无最后的定论），地球跟随着太阳在作变径的螺旋型的轨道运动，而月球则是作一种复合的变径的螺旋型的轨道运动。可见，即使不考虑双星和多星的运动，天体以开普勒的行星运动规律运动（恒定的椭圆轨道），仅仅是一种对母星公转的短周期的近似描述，在更广阔的时空范围来看，更应该看作是种变动的螺旋型的轨道运动。所以，某些人将开普勒的行星运动规律视为天体运动的普遍的绝对的规律，是完全违反天文学的客观事实的，是不科学的！现在又有人说天体运动是什么双螺旋运动。他把DNA分子的双螺旋结构，推广到天体运动中来（甚至一切物理的、化学的、生命的过程中）。可是，言词的时髦并不能充作科学！就天体运动而言，可以看出，就是地球和月球的运动也并不构成什么双螺旋运动（双螺旋是二个螺旋时空对称的）！更不要说木星与它的众多卫星，土星与它的众多卫星，太阳与其行星们了！

      当静电的、静磁的库仑定律及牛顿的万有引力定律建立初期，场也是物质的理念还没确立之前，人们（包括科学界）曾以为存在超距作用。超距作用包括二个理念：一是二个物体即使相隔遥远，没有接触也发生了相互作用；二是这种相互作用是瞬时建立的，也即相互作用的传递速度为无穷大。但是当场也是物质，它的传递速度为光速的理念为科学界所确立后，超距作用的理念早已为科学界所摈弃。二个远隔的物体的相互作用是通过场物质联系和传递的（彼此与它们的场相接触而作用的）。例如，地球和月球是通过它们之间的引力场相联系而作用的，而原子结合成分子是由电磁场相联系而作用的；或者说，天体运动主要是由引力相互作用(电磁相互作用也起作用)造成的，化学反应（包括生物作用）则是电磁相互作用造成的。因而，今天再来大吹特吹什么超距作用，还说是什么创新和伟大的发现，真是不自量力和恬不知耻的无知妄说！

      月球像个橄榄球样的椭圆球，根据多普勒雷达测月震（主要由流星撞击而发生的，地球对月亮的引潮力也会引发月震，现在月球火山的喷发极少，且很弱，这类月震极少。）的声波分析判知：最外层的月壳厚60～65公里，月壳下面到1,000公里深度是月幔，月幔下面是月核。月核温度可能仅1000摄氏度，月幔和月核不像是液态的，可能是半流质似的。月球的成因有三种猜测：与地球同时形成（由行星尘埃凝聚而成或太阳偏离平衡态的喷发物冷凝而成）、由熔融态时的地球分裂而成、为地球俘获说（包括先撞击再弹开而俘获说）。从月球岩石的年龄高于地球岩石年龄，且元素成分比例与地球差异较大来看，似乎为地球俘获说较为合理。黄金钟先生在他的著作《太阳系自组织进化论》中说，月球是原在现今的小行星带的二颗火星大小的行星碰撞，一颗主体飞向地球，碰撞弹出后为地球俘获而成为月球；另一颗主体反向飞出后成为冥王星，其它大大小小的碎片形成了今天的小行星带。除了用计算机模拟来核证外（包括碰撞对地球的影响），今后探索冥王星的元素成分比例，以作核证。

      根据太空探测器，特别是绕月飞船光谱分析及阿波罗登月飞船带回的月壤分析估算：月壤中氦-3（可控热核反应的燃料之一，地球上特缺；而另一种热核燃料氘则可从海水中取得）的资源总量可达100万吨，可开发利用的钛铁矿（FeTiO₃）的总资源量约为1500万亿吨；克里普岩是月球高地三大岩石类型之一，因富含K（钾）、REE（稀土元素）和P（磷）而得名，通过模式计算，仅在风暴洋区克里普岩中稀土元素的资源量约为225亿～450亿吨。但总的来说，月球较地球富含难熔的亲氧元素和铝，而较少铁、镍等重元素和硫、钠。不过，要真正搞清楚月球的资源、结构和成因，以至开发利用，只有人类登月作规模性勘探才行。月球无大气干扰，建立月基天文观测站，其探测精确性远优于地面的天文观测站，可达到空间天文站的水平。月球表面还具有高洁净、弱重力的特征，背阴处又具超低温。因此，在月球上建立超净、超低温等各种科学研究基地和特种材料生产基地，有特殊的优势。月球是人类唯一的、庞大而稳固的"天然空间站"，是人类征服太阳系、开展深空探测的前哨阵地和转运站。有美国人爆料说：月背发现飞碟基地和城市，甚至有类人的足印；也有人说：美国的阿波罗登月纯粹是个骗局。究竟事实如何，只有人类，尤其是除美国以外的多国宇航员登月考察后才可有定论。不能靠传言、拍脑袋"分析"下结论的；也不可能有什么"天眼"或"超距作用"能帮我们解决的！！绕月飞船在进入月球背面的阴影区时，地面观察站无法与它联络，这就是电磁通讯的"盲区"。这是因为月球没有大气对电磁波的漫射及电离层的反射，而地球上就不存在"盲区"。 "天眼"或"超距作用"该能超越"盲区"？！

      中国从绕地人造卫星到载人飞船宇航员出舱活动（是美、俄以外的第三国）到嫦娥一号绕月成功地完成对月球的微波摄影分析，都是独立自主地进行的。即将发射的嫦娥二号将直接通过月地系统的拉格朗日点而成为离月更近的考察飞船（嫦娥一号是借地月引力，多次变轨后才成为绕月飞船，耗能少，但耗时多，不过能了解更多的绕地月轨道参数及变轨控制技术；嫦娥二号需要比一号有更强大的功率，更精确的轨道控制），并可能发射登月探测器；嫦娥三号将从发射和回收登月车并返回地球到载人宇航员登月舱登月探测并返回地球。这系列伟大工程不仅表明了我国科技和经济的长足进步和伟大成就，也是我国主流科学家数代延续努力的结果。某些人竭力贬低我国主流科学家，以抬高自己，这种作为是很无耻的，也是注定要一败涂地的！！

      除了美、俄早已具有宇航员登月的技术和经济实力外，欧盟、日本、印度、巴西都想与中国进行宇航员登月竞赛。因为月球探索的科学意义和月球开发对我们的可持续发展是太重大了!目前，美国宣称，美国政府近期不谋求重新进行宇航员登月，继续将精力集中于深太空探索，包括宇航员登火星计划。如果从让别国宇航员登月来实证阿波罗登月问题，并保持美国在深太空探索领域的遥遥领先，又不给美国财政制造过大的负担，那是很明智的。美国政府又宣称：将鼓励其私人企业进行近太空（包括月球）的探索和开发。这表明美国并非放弃对月球探索和开发的大国竞争，而是发动其强大的企业的人力、财力来加入这种竞争，使美国在这种竞争中处于更为强大、坚实的地位。中国除了继续独立自主地进行近太空（包括月球）的探索和深太空探索（包括行星探索）外，在月球和行星开发利用方面，应该谋求和实现国际合作。因为，太空探索的技术靠引进是不现实的，而且只能"跟随"其后。只有独立自主地探索和开发，才能与世同进，甚至处于前列，有利于本国科技和经济的发展！但月球和行星的开发利用，一则需资浩大，而且易于爆发利益冲突，不利于世界和平发展。

      月球开发的第一步是建立网络型的无人月基天文台和月震站，包括给其供电的智能型电网，它是利用太阳能的光电池阵列和温差电池阵列及蓄电池网络并由超导电缆连接的，还有信息传送网络。只有在月面多点布局的网络型观测站及供配电系统、信息传送网络，才能全方位及连续地工作并将资料源源不断地发回地面，并由国际合作的云计算网络进行及时的处理、分析。这不但能高效而且花费可最节省。此外，要在月面多点布置月球车，进行地形考察、月壤、月岩取样分析。月球车具有自动控制、自动工作、自动休眠、自供电和自行及信息传输的本领。与此配合，应有多颗绕月卫星成网，对月球车进行定位和信息交流，以及必要的控制。月震站通过月震的探测提供月球的内部活动，以分析月球构造，并与月基天文台结合，了解流星对月球的作用。月基天文台进行太阳研究（太阳活动和太阳辐射--太阳风）、太阳系研究(包括流星监测)、银河系研究、星系团、类星体探测等。

      月球开发的第二步是建立居人的月球基地。它包括载人飞船的起降场，载人月球车车库，宇航员出入密封基地的密封舱，它类似空间站的对接舱。宇航员进入前要穿好宇航服，从月球进入时，舱是近乎真空的，外门密闭后，舱充气到与密闭基地气压相同，内门打开，宇航员进入基地后，内门密闭后再抽真空；宇航员穿好宇航服，走出基地首先要进入此密封舱，先对舱充气到与密闭基地气压相同，内门打开，宇航员进入密封舱，内门密闭后再抽真空，打开外门，宇航员走出密封舱后，外门再密闭。这样做是为了保持基地内的空气不外泄。月球基地不仅是密闭的，而且是建在月球地下或月球山洞内的，为的是防宇宙辐射和流星对人的伤害。当人类能制造出既能防宇宙辐射对人的伤害，又能透光，又具有抗流星撞击的巨罩时，月球基地才能造在月球表面上。月球基地内有休闲舱（包括卧室、客厅、活动室、厨房、盥洗室、）、工作舱（包括总控室--包括对无人月基天文台、月震站和无人月球车的控制、信息处理及与绕月卫星及地球的通讯，对基地的全面监控，与载人飞船的联系；空气调节室、备品备件室、仪表和器件维修室、电源控制室；月壤、月岩标本及分析室，低温实验室，真空实验室，超纯、纳米材料制作室）；生态舱（包括生产蔬菜、瓜果的温室，具有净化空气和水质的带湿地生态的花果园，消化尿粪、残枝叶和食物残渣而生产沼气和生物肥料的沼气池，还得加上固氮菌、松土的蚯蚓、授粉的蜜蜂、水中的绿藻、鱼虾螺等，这由生态研究决定）。基地的电能由光电池阵列和温差电池阵列及蓄电池网络来解决。

      月球开发的第三步是建立月球矿产开采，矿物加工厂，先是选矿，进一步是提炼厂（包括硅晶体、稀土、钛、铝金属等），再进一步生产高性能集成电路、光电器件、超导材料和器件、飞船部件等；深太空飞船装配厂，深太空飞船发射基地等。部分矿物由月地飞船运回地球，月球上不能生产而月球基地所需物资由月地飞船运来月球。至此月球被纳入地球的科技产业和经济体系。

      月球开发的第一步估计要在三、五十年内逐步完成，月球开发的第二步估计要在五十年到一百年内逐步完成，月球开发的第三步估计要在150年后逐步实现。