我们的月亮究竟有多“富有”？

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作者：王启儒

校对：牧夫天文校对组

后期：胡永葳

责任编辑：王启儒

提问：你认为月球是否像看上去那么“贫瘠”？

自古以来，人们就对月球寄予了真情的遐想和诗意的赞美，恰逢中秋团圆夜，当我们举头观赏又一轮“超级月亮”时，是否有想过这颗近在咫尺的星球上面有着何种资源，它是否像看上去的那样贫瘠？

月球背面图

Credits：NASA

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月球表面资源

通过对月球岩石的分析与研究，可以得出月表富含丰富的矿物（硅酸盐矿物、氧化物矿物、硫化物矿物、磷酸盐矿物等）。其中，辉石、斜长石和橄榄石是月壳和月幔岩石中最普通、含量最高的矿物，与其他矿物和玻璃共同构成了不同类型的月海玄武岩和高地岩石物质。

此外，月球上还发现有静海石、三斜铁辉石、锆石、钾长石等其他硅酸盐矿物，这些矿物中一些是月球所特有的，它们记录了月表玄武岩岩浆结晶后期的过程以及富集了一些稀土元素、放射性元素，通过他们可以了解岩石的形成年龄和形成历史。

月球勘测轨道飞行器拍摄的雨海

Credits：Wikipedia

同时，月球矿物有别于地球矿物的重要特点之一是存在大量的金属氧化物矿物。钛铁矿、尖晶石、铬铁矿-钛铁晶石系列矿物、金红石、斜锆石和钛锆铁矿不但是作为研究月球岩石形成时的环境、化学成分等的重要指示剂，而且具有重要的矿物资源开发利用价值。此外，钛铬铁矿和低铁假板钛矿两种新矿物的发现与研究，大大丰富了矿物学的内涵。

相较于地球，月球表面作为一个太阳风粒子收集器接受太阳风粒子至少已有40亿年历史，外加陨石不断轰击月表，月壤被上下翻腾混合均匀，已积累起约5-10m深的富于氦-3的月壤（粗略估计至少有100万吨）。而以D-氦-3为燃料循环的聚变堆比以D-T为燃料的聚变堆产生的中子功率低几十倍至上百倍，其具有低的结构材料体损伤，低的激活放射性，低的余热，无氚的增殖和氚的处理问题，冷却、屏蔽、结构要求大大简化。降低了辐射风险，延长了部件寿命，在发生LOFA或LOCA事故时更加安全可靠。

游戏《飞向月球》里详细描述了人类开采和使用氦3的过程

Credits：Deliver Us The Moon

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月球探测历程

月球是离我们最近的天体，历来是天文活动和空间探测活动的首选目标之一，月球的运动不仅对人类的生产和生活产生了重大的影响，还对人类的文化发展与文明进步产生了深刻的影响。

1959年9月12日，苏联成功发射了Luna 2号月球探测器，并于36h后硬着陆（撞击）在月球表面“静海”的东面，成为第一颗月球探测器，Luna 2号为人类首次送回了月球表面的珍贵照片，标志着人类对月球近距离的直接科学探测开始。

Luna 2号及其助推器剖面图

Credits：Wikipedia

1959-1976年是月球探测的第一次高潮，在此期间发展了月球硬着陆、软着陆和绕月飞行技术，并最终于1969年实现了人类登月的夙愿。六次Apollo载人登月飞船和三次Luna无人登月探测器一共采集了约382.02kg月球样品，通过对这些样品的系统分析与研究，大大丰富和加深了人类对月球的认识。

从1976年到1994年的Clementine小型月球探测卫星的成功探测之间的18年内，美国和苏联两国都没有再发射过月球探测器，月球探测进入低潮。原因在于先前的月球探测已经达到了顶峰，新的探测活动难以取得更新的发展和重大的突破。美国的空间探测战略逐渐转移到建立空间站、开展深空探测等领域，以期望继续保持美国的航天超级大国地位；苏联及后来的俄罗斯，由于政治和经济等原因，已经没有能力进行新的更加有创新意义的月球探测活动和其他深空探测活动。

中国探月工程标识“月亮之上”为月字的变形，中央为两个脚印

Credits：Wikipedia

长达18年的低潮过后，人类月球探测迎来了“百家争鸣”的局面，美国、日本、欧洲、中国等国家陆续开展了一轮又一轮意义重大的月球探测活动：1998年1月升空的Lunar Prospector通过γ射线谱仪、α粒子谱仪等设备在月球低极地轨道展开测绘，为月表水冰、月球磁场和重力场、月球演化及火山活动等研究提供了大量数据。

2007年10月升空的嫦娥1号月球探测器顺利验证执行月球任务所需的技术，构建探月的基础工程系统，启动月球的科学探索，并为后续任务积累经验。通过获取月球表面的三维立体图像，分析月球表面元素的分布和丰度，测量月壤的厚度并评估氦-3资源和其他特性，以及探索月球和地球之间的环境。系中国探月迈出的坚实的一步。

阿耳忒弥斯1号从肯尼迪航天中心39B号发射台(LC-39B)发射升空

Credits：Wikipedia

2022年11月16日1时47分44秒，阿耳忒弥斯1号从肯尼迪航天中心39B号发射场成功发射。同年12月5日，猎户座飞船近距离飞越月球，之后开启返程飞行，11日返回地球并落入太平洋。此次发射是美国新一系列月球探索任务的第一步，然而飞船在返回过程中隔热罩意外释放出烧焦物质，同时SpaceX的星舰运载火箭尚处于试验阶段、登月太空服还在开发当中，以上个中导致NASA不得不延迟此前沸沸扬扬的阿尔忒弥斯计划。

阿耳忒弥斯1号任务徽章

Credits：Wikipedia

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中国探月规划

中国探月工程，也称嫦娥工程，于2004年启动，嫦娥工程整体可以分为“探”、“登”、“驻”三大步骤，概称“大三步”（“三部曲”），分别指无人探月、载人登月、长久驻月。其中探月部分便是目前实施的“中国探月工程”，分为“绕”、“落”、“回”三个期段，统称“小三步”（“三步走”）。小三步基本完成后，又提出第四步“勘”。

鹊桥二号中继卫星早期效果图，实际产品略有不同，如每边只有两片太阳能帆板，卫星本体也更大。

Credits：Wikipedia

2023年5月29日，中国载人航天工程新闻发言人、载人航天工程办公室副主任林西强在神舟十六号载人飞行任务的新闻发布会上宣布中国载人月球探测工程登月阶段任务已在近期启动实施，总的目标是：在2030年前实现中国人首次登陆月球；开展月球科学考察及相关技术试验；突破掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术；完成“登、巡、采、研、回”等多重任务，形成独立自主的载人月球探测能力。

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『天文湿刻』 牧夫出品

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掌上明月

Credit：NASAMoon

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