更新我们的月球观

郑永春

“嫦娥”4号着陆器

400多年前，伽利略把望远镜对准月球，看到一块块黑乎乎的地方，他以为那些地方像地球一样是海洋，所以将其命名为云海、澄海、静海、风暴洋……这些与海有关的名字。我们现在知道，那些看上去黑色的区域，实际上是月表低洼地带的平原，我们称之为月海，成分多是玄武岩岩浆冷却之后形成的黑色石头。那些白色的地方，像是地球大陆，我们称之为月陆，主要成分是比玄武岩更古老的斜长岩。月球表面还有很多撞击坑，这表明在月球演化的过程中，遭受了很多小天體的撞击。撞击坑边上一圈圈的山脉，和地球山脉的形态很不相同，那些就是环形山。月海、月陆和环形山，它们是月球上最主要的3种地貌类型。

随着科学技术的进步，人类对月球的认识，逐渐从神话进入理性。上世纪50年代末，人类依靠航天技术开启探月之旅，至今已有60多年。1969年，美国成功实施“阿波罗”载人登月计划，月球上从此有了人类足迹。

在人类探索太空的进程中，中国人在很长时间里都只能担当看客的角色，但如今，这个舞台上有了越来越多的中国智慧和中国成就。2018年12月8日，“嫦娥”4号探测器成功发射，12月12日，在月球附近成功“刹车”，进入环绕月球运转的轨道。在成功实施变轨控制，顺利进入预定的着陆准备轨道之后，2019年1月3日，“嫦娥”4号成功着陆在月球南极艾特肯盆地的冯.卡门撞击坑内。这是人类的航天器首次在月球背面软着陆。

为什么我们选择月球背面

假如把地球和月球比作相互存在着吸引力的两个人，“月球君”前胸受到的吸引力跟后背受到的吸引力是不一样的，最终会导致每天像是“地球君”在牵扯着他，慢慢地让他的自转和公转同步。这就是地球跟月球之间的潮汐锁定现象。所以在地球上，我们始终只能看到月球的正面，看不到月球的背面。这种潮汐锁定现象在宇宙里非常普遍，存在于太阳和水星之间，行星和卫星之间，太阳系外其他恒星和行星之间。

“阿波罗”11号宇航员巴兹·奥尔德林在月球上的留影。当然，再多的事实也堵不住“阴谋论”者的嘴。

与着陆器分离后，“玉兔”2号在月背留下了人类探测器的第一行“脚印”。

破解四大月球谣言

尽管人类的探月进程已经取得辉煌成就。但事到如今，民间关于月球的谣言依然很多，并且时常以“阴谋论”的形式出现这些荒诞不经的谣言经过无数次转手，添枝加叶，还经常出现在各类社交媒体中综合起来，这些谣言大概有4类。

在“嫦娥”4号登上月球背面之后，来自于某些国外“八卦”媒体的“质疑”毫无例外地出现了我们甚至没必要反驳这些“质疑”，因为“嫦娥”4号已经通过“鹊桥”中继星传回世界上第一批月球背面的近距离探测数据，正在揭开古老月背的神秘面纱。据，正在揭开古老月背的神秘面纱。

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谣言1：“阿波罗”登月计划是假的谣言的“依据”：为什么阿波罗登月计划拍到的月球照片里，夜空中没有墨星？所以说它们是在摄影棚里拍的。

解读：这些照片是在月球上的白天拍的，白天当然就看不到星星。实际上，天上是有星星的。此外，月球上有5面激光反射铺，是“阿波罗”计划的宇航员放置的。科学家从地球打一束激光到月球上，那个反射镜就会返回来几个光子，根据光子速度和返回的时间，就可以计算出来地球跟月球之间的距离，最近是36万千米，最远是40万千米，平均是38万千米。如果没有激光反射镜，人们是无法得到返回来的光子的。而且我们还可以得出结论，月球正以每年3.8厘米的速度逐渐远离我们地球。此外，参与“阿波罗”计划的宇航员还在月球上安装了地震仪，监测月球内部的震动，我们根据月球的震动，能够了解月球内部的结构。前不久，我国月球勘测轨道器拍到了月球表面的高分辨率图像，甚至比观测地球的遥感卫星照片还清晰。图像显示了“阿波罗”登月宇航员留在月表的登月舱、着陆器、月球车。连宇航员走过的路线及月球车开过的痕迹，都还留在月球上。

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谣言2：世界各国都不探月了，就我们中国人还在瞎忙活。

谣言的“依据”：无。

解读：上世纪50年代末到70年代初，由于美苏争霸，大量的探月航天器登陆并探测过月球，这是人类探月的第一个高峰。确实，“阿波罗”登月成功之后。一直到上世纪90年代，大概长达20年的时间，世界各国很少再探月球。但是自上世纪90年代开始，特别是进入21世纪以来，世界各国又对月球产生了强大的兴趣，至少进行了十多次月球探测。越来越多的航天器登陆了月球，包括中国，也成为探月新的一员。这表明，人类哪是不再探月了，而是重返月球的新热潮正在兴起。

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谣言3：月球背面有外星人的基地，还有金字塔、UFO、甚至长达4000米的宇宙飞船，甚至还有外星人在月球上晒太阳。

谣言的“依据”：各种假图片

解读：如果把这些图像进一步放大，你会发现这些图片都很模糊，都是PS出来的。

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谣言4：月球内部是空心的，敲起来砰砰响。

谣言的“依据”：无

解读：月球到底是不是空心的，不用敲，用钻头打个孔看看不就得了？可是，上天容易，入地难。在地球上钻探都涉及复杂的技术，更何况往月球上无人打钻。但是科学家有办法，第一个办法，就是在月球上埋设月震仪，然后通过地震波的反射，来了解月球内部的结构。还有一个办法——航天器在月球上空飞行的时候，会承受到月球的引力。如果月球的某一块区域质量比较大、密度比较离，那么航天器的轨道就会下降一点儿，因为此时月球对它的引力会大一点儿。如累下边是密度低一点的区域，航天器的轨道就会上升一点。所以通过分析航天器在月球上空飞行的高度，我们就可以了解月球内部的结构和物质成分。确实，月球上有些地方质量比较密集（我们把它们叫质量瘤），有些地方则比较疏松一点，但这并不代袤月球内部是空心的。月球是实心的。

月球背面跟正面真的不一样，主要体现在几个方面：第一，月球背面的月壳更厚一点；第二，月球背面形成的年龄更古老一点，撞击坑会更多一点。第三，月球背面的月海更少，整个月球上有22个月海，其中19个在月球正面，月球背面只有3个月海。

“嫦娥”4号着陆地点位于月球南极艾特肯盆地内。盆地内主要岩石类型为低钛玄武岩。勘测这里的月球岩层，包括其内部结构、成分和热演化，将为了解月球乃至太阳系的演化提供第一手线索。

另外，大家可能已经知道，中国科学院国家天文台在贵州省建设了全世界最大的“中国天眼”，实际上是从微波波段来探测宇宙的射电望远镜。在地球上探测宇宙，会受到很多干扰（特别是地球电离层反射，以及人工产生的无线电电波）的干扰，所以，我们要花很大功夫，才能从大量噪声里面分析出那些真正来自宇宙的“声音”。而月球背面对地球而言，简直一片宁静。地球本身及人类活动产生的干扰噪声完全被月球本身屏蔽了。如果将来有一天，我们能在月球背面架设射电望远镜的话，就可以更真切地倾听到来自宇宙深处的“呼吸”。

新世纪以来，人类对月球的认知已经发生了很大的变化。人类正在尝试有朝一日，把月球变成前往深空的基地，进一步演练在其他星球上的生产、生活。

美国总统特朗普对人类重返月球情有独钟。2017年底，他签署了《太空政策1号指示》，表示美国正在制订方案，将重返月球，并从那里起步，最终实现载人登陆火星。

欧洲空间局也有自己的“月球村”计划，并已邀请中国参与——在2030年把人类送上月球，并利用3D打印技术建设月球永久基地。

“嫦娥”4号上搭载的神秘罐子，其实是一个密闭的微型生物系统。

还有一个更绝的，是美国的太空探索技术公司（Space X），公司老板埃隆·马斯克把载人去月球的旅游飞船票都卖出去了。2018年9月，Space X在官方网站上高调宣布，第一位私人太空旅游的游客已经与公司签约，将乘坐大型猎鹰火箭实现绕月飞行。这位将要进行私人绕月旅游的游客，是日本的艺术品收藏家、网络电商创始人、日本富豪榜排名第14位的前沢友作。估计绕月旅游团的“团体票价”大约为1.5亿美元左右。

2019年底，中国“嫦娥”5号也将发射，随后从月球上采集岩石和土壤样品，带回地球。在探月工程“绕、落、回”三步走的目标实现之后，中国将建立月球科考站，实现载人登月的目标已然立在前方。

月球春已来

对于载人深空探测来说，在从地球出发的漫长旅途中，以及在其他星球上拓荒的过程中，宇航员所需的物资不可能都从地球上运过去，那样做的代价太昂贵了。因此，利用其他星球上的资源，生产氧气、水、食物等生命必需物资，同时生产火箭燃料和发射平台、基座等建筑材料，就成为关键性技术。显然，月球是人类离开地球、进入深空的第一站。

2019年1月15日，“嫦娥”4号搭载的棉花种子在荒芜的月球上长出第一片嫩芽，轰动了全世界。棉花种子装在一个密封罐子里，实际上这个罐子是一个密闭的生物系统。罐子中，还有另外3种植物，分别是土豆、拟南芥、油菜。这些植物吸收阳光、水、二氧化碳，产生氧气，合成有机物。

在物種的选择上，由于月球环境非常恶劣，这次实验选择的物种，要求既能耐高温，又能耐低温，不但可以抵抗极端温差，而且还要耐辐射，适应月球上的低重力条件。由于罐子小，生长空间只有1升左右，植物的个头也不能太大。

除了上述条件，选择这些物种，还与人类将来在月球上的生存有关。

棉花是主要的农业作物品种之一，既能作为衣物保暖，也可以用于缓冲减震、生产绳索等，在太空生活中有很广泛的用途。

土豆是未来太空生活中最重要的食物来源，可以提供人体所需的大部分能量和营养。在2015年上映的科幻大片《火星救援》中，作为植物学家的男主角，就是通过种土豆才在火星上幸存下来的。俄罗斯主持的“火星500”太空模拟生存实验中，土豆简直就是宇航员的口粮。

拟南芥与萝卜、卷心菜等蔬菜一样，都属于十字花科，生长周期短，是太空种植的常客，此前在天宫二号空间实验室的科学实验中，拟南芥也上过天。

油菜是中国南方常见的油料作物，笔者从小就是吃着用菜籽油炒出来的菜长大的。在幼苗期，油菜还可以作为绿叶蔬菜直接食用。

月球上的环境对生命来讲是很严酷的。不仅昼夜温差大，而且被阳光照到的一面和背阴的一面温差也很大，甚至可以达到两三百摄氏度。由于罐子中没有空调，只能通过冷热片传导热量，进行温度调节，将罐子里的温度控制在二三十摄氏度的室温下，以蒙骗植物，让它们以为春天来了，然后开始萌芽。

除了温度之外，阳光也是植物生长所必需的。罐子里没有灯，用的是月球上天然的太阳光。罐子是铝合金制成的，顶部开口，利用光管技术，方可把阳光引入到罐子中，但这对罐子的密封性提出了挑战。

水是生命之源。罐子里事先装进18毫升水，当“嫦娥”4号着陆到月球表面之后，通过水泵将水浇到植物种子上，促使植物发芽。

此外，罐子里还搭载了果蝇，它们担当了消费者的角色，负责吃掉植物。酵母，则是分解者的角色，用于分解有机物，释放出一定量的二氧化碳供植物呼吸。

生产者、消费者和分解者，如果相互匹配得比较好的话，可以在密闭状态下实现自我循环。这也是人类第一次在月球上开展生物实验。除了供太空移民吃穿所需外，植物还有观赏价值，可以舒缓长期太空旅行给人们带来的紧张情绪和孤独感，能部分起到心理医生的作用。

在这个寒冷的冬天，在地球上收到月球之春的消息，让人倍感温暖。

为什么要更新我们的月球观

在科研工作中，笔者与国内外科研人员合作，通过“嫦娥”1号和“嫦娥”2号上携带的微波探测仪，利用它们获得的探测数据，绘制成世界上第一幅全月球微波图像，可以更清楚地了解月球上的热分布情况。那些暖色调的地方，吸热能力较强，是钛铁矿含量比较高的地方。那些在月球夜晚呈冷色调的地方，昼夜温度变化很大，石块含量更多些。笔者曾经亲手触摸感受过月球的土壤，用一颗磁铁来吸引它，整坨土壤会随着磁铁的移动而移动，磁性非常强。

以前人们认为，月球是彻底无水的，是一个完全干燥的天体，但现在我们认为，月球可能是潮湿的，在太阳永远照不到的永久阴影区可能会有水冰，主要分布在月球南北极的深坑里面。

以前人们认为，月球已经完全冷却了，但是现在又发现，月球内部可能仍然有一些温热的地方。

以前人们认为，月球在30多亿年前就已经僵死了，但是现在我们发现，在月球上，最年轻的岩浆活动仅仅发生在几千万年甚至几百万年前。

科技的进步，正在更新着人类对月球的认知。所有探月成果，都将为人类重返月球搭桥铺路。

从月球，通往更深邃的宇宙，人类的探索精神永不止步。

责任编辑：吴佩新

“嫦娥”1号获得的人类第一幅垒月球微波图像。