本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：John Pickrell，头图来自：视觉中国

2023年，月球将是太阳系最热门的空间探测目的地之一，至少有七个月球探测器即将前往这里，发射者分别是印度、日本、俄罗斯、韩国、阿联酋和美国的航天机构，以及多家企业。

其中最令人瞩目的，可能会是美国航天局（NASA）造价930亿美元的阿尔忒弥斯号探月项目今年的首次发射，因为这将是把宇航员送上月球的第一步。但是计划近期开展发射任务的国家和企业有很多，美国只是其中一个；科学家说，由此可能将开启月球探测的又一个黄金时代。

计划2023年向月球发射探测器的国家数量空前。来源：NASA's Scientific Visualization Studio

科学追求不是月球探测的唯一动力。这波月球探测器发射潮也标志着好几个国家和企业都越来越雄心勃勃，希望展示技术力量，留下自己的痕迹，特别是在现在这个时候，到达月球前所未有地方便和便宜。

例如，韩国探路者号月球轨道器（Korean Pathfinder Lunar Orbiter，KPLO），是“确保和证明韩国具有空间探索能力的第一步，也是获取月球科学测量新结果的第一步。”韩国天文和空间科学研究所（the Korea Astronomy and Space Science Institute in Daejeon）的行星科学家蔡景深（Chae Kyung Sim）说。蔡景深的科研团队参与设计了该探测器搭载的一个设备，她表示：“我们非常高兴能投入到这波新的探月浪潮中。”

除韩国外，还有四个国家计划要在2022年发射月球探测器。日本的SLIM（Smart Lander for Investigating the Moon）计划在今年晚些时候发射，并将尝试进行精准着陆，其精确程度将超过以往所有国家。此外，日本的ispace航天公司也计划今年发射月球探测器，日本发射的第一个月球探测器将在这二者之中产生。

日本的SLIM将测试多种策略，在月球表面进行高精度的着陆。来源：JAXA

印度的月船3号（Chandrayaan-3）探测器，目前正式宣布的发射时间是八月，但也有可能延期。这是印度第二次尝试将着陆器和月球车送上月球表面，此前有过一次失败的登陆任务。

俄罗斯的月球-25着陆器（Luna-25 lander）计划今年七月向月球南极地区发射，这将是继苏联1976年发射月球着陆器之后，俄罗斯首次向月球表面发射探测器。另一方面，阿联酋也计划今年晚些时候发射“拉希德”号（Rashid）月球车，这将是阿联酋首次发射月球探测器。不仅如此，此次发射可能还会创下另一个第一：首次由商业机构发射月球探测器。“拉希德”号将搭载日本ispace公司的着陆器到达月球表面，着陆器将由美国太空技术探索公司（SpaceX）设计的火箭发射到月球轨道。还有其它一些企业在参与NASA的项目，向月球进发，这标志着商业机构涉足空间探索的开端。

有些国家负责这些探测任务的航天机构只公布了极少的任务细节，对发射日期讳莫如深，任务时间表也频繁变动。科学家还提到，在乌克兰的冲突不仅很可能让俄罗斯推迟探测器发射，也有可能对其它探月项目产生难以预料的影响。

不过，无论何时发射，这些探测器的目标都是不断提供月球的数据——至今为止，人类只探测了月球的一小部分。科学家还表示，这波探测潮将有可能让前往月球的频率更高、成本更低，并增长国际社会研究月球的兴趣，还有可能建设载人月球基地，为前往火星提供发射跳板。

美国布朗大学的行星地理学家James Head认为，“有这么多国家参与到了研发月球探测器的行列中”，不仅令人振奋，而且“相当重要”。他曾于20世纪70年代参与训练美国阿波罗探月任务的宇航员。“通过各种各样的机械和人力，能应对许许多多尚未解决的问题。”

研究者的宝藏

对于上述种种探测活动的意义，科学家们的兴奋和喜悦可谓溢于言表。“如果2022年计划的各个发射任务成功了，就意味着，人类能更频繁地到达月球表面，收集更多月球数据，最后用机械设备采回更多月球样本。”美国圣母大学的月球地理学家Clive Neal说。在美国阿波罗探月项目结束后的整整40年间，包括Neal在内的科学家们生活在这段探月任务的“冷却期”，在他们看来，现在的种种月球探测任务“代表了月球科学和月球探索的复兴。”Neal表示，这些探测的意义远远不止探索月球本身，因为“月球是探测太阳系的门户，特别是对于载人探测而言。”

由于乌克兰冲突仍在持续，目前尚不清楚今年有多少任务能如期开展。而且，在俄罗斯之外，俄乌冲突还可能导致其它国家和企业的任务延期，因为有一些国家的探测器必须用巨型货运飞机运至发射场，但俄乌冲突中目前世界最大的货运飞机安东诺夫-安-225（Antonov An-225）已被摧毁。科学家表示，安-225的毁坏可能对能够执行此类运输业务的飞机造成连锁反应。

即使探测器能够如期从地球发射升空，也不代表任务能圆满成功。2019年，印度发射了月船2号探测器，虽然成功进入了轨道，但着陆器和火星车在尝试着陆时坠毁。同年的早些时候，由以色列私人开发的创世纪号着陆器（Beresheet lander），也在月球表面坠毁。

中国的嫦娥四号和嫦娥五号月球探测器则成功得多。2019年以来，嫦娥四号和嫦娥五号的着陆器和月球车收集了大量数据，并于2020年成功完成了月球浮土（月壤）采返工作。中国的下一个采样探测器——嫦娥六号，计划在2024年发射。

英国开放大学的行星科学家Mahesh Anand指出，结合过往月球探测器的成败，今年计划发射的月球探测器，不太可能都成功到达月球。“在所有探测器都展示出它们确实能安全在月球着陆并能开展重要科学调查之前，我认为我们还需保持关注。”

韩国轨道器将采集图像

在所有计划2022年发射的月球探测器中，研究者尤其关注韩国探路者月球轨道器的成果，这将是韩国第一次向地外天体发射探测器。该探测器计划于八月发射，将进入距月球表面100千米的轨道，运行至少一年。它将搭载韩国团队领衔建造和运行的五种设备，此外，还将搭设NASA提供的高度灵敏的可见光相机——ShadowCam。

美国亚利桑那州立大学坦佩校区的Mark Robinson介绍道，ShadowCam相机正如其名，它会进入月球阴影的深处，拍出“月球永久阴影有史以来第一张高像素图片”。Mark Robinson主持研究了ShadowCam相机和NASA的月球勘测轨道器相机（Lunar Reconnaissance Orbiter Camera），后者自2009年至今一直围绕月球运行。ShadowCam不仅有助于在极地环形山寻找水冰，还会寻找与极度低温相关的独特地理特征。

韩国计划今年发射探路者月球轨道器，该探测器会装设NASA的ShadowCam相机。ShadowCam相机可以进入阴影笼罩的环形山，图中为艺术想象。来源：Arizona State University/Malin Space Science Systems

科学家们还期待着该探测器携带的PolCam采集的数据。蔡景深说，PolCam会利用偏振光得到整个月球的图像，这在卫星和行星探索中史无前例。这些数据会基于光线的散射情况，展现月球表面物质结构和大小的详细信息。

偏振“在研究固态行星表面时使用的并不多，所以如果能从这些数据发现月面质地和成分信息，并由此了解月球各地点的地理情况，那将会很有意思。”美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的月球科学家David Blewett说。David Blewett主持研究NASA资助的“月球顶点”号月球车（Lunar Vertex rover），计划于2024年发射。

蔡景深也是这个月球车背后的研究团队成员，她表示此次探测的目标之一是绘制月壤颗粒大小分布地图，“将有助于为未来的登陆器，包括韩国登陆器，选择合适的着陆点”；同样的方法，还可以帮助科学家研究小行星，以及水星等其它行星。她还补充说，探测器上的伽马射线光谱仪会绘制数十种元素的浓度，鉴于未来可能开掘月球资源，“确定月球资源分布情况至关重要。”

美国加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家Ian Garrick-Bethell表示，月壤质地和颗粒大小分布图能够帮助科学家解开一个“月球科学的大谜团”——覆盖了近乎整个月面的月球尘的性质。他表示，通过绘制月尘在不同纬度的不同分布状况，以及研究尘埃的其它信息，研究者们希望能够进一步了解月球的演化历史。

Garrick-Bethell的团队正在协助解析韩国探路者月球轨道器磁强计（KMAG）采集的月球磁场数据，该设备由韩国庆熙大学（Kyung Hee University）空间科学家Ho Jin建造和主管。Garrick-Bethell希望KMAG帮助解决另外一个月球之谜：科学家们很困惑的是，月球在几十亿年前就有了强磁场，但它从未拥有过流动的液态铁核心，而后者正是地球磁场产生的原因。

月球的铁核心“实在是太小了，所以没有任何现有理论能解释为何月球曾产生如此强大的磁场”，Garrick-Bethell表示。但是，目前对于月壳上的古代岩石的空间观测显示，这些岩石的磁性很强，而且是在磁场存在的情况下形成的，所以目前“理论和观测结果存在明显脱节。”

蔡景深表示，KPLO有望成为韩国一系列探月计划的开端，包括2030年的采样返回任务。

日本的月球登陆计划

日本的智能月球探测器（SLIM）将于2023年3月前的某个时间在种子岛航天中心发射升空，这将标志着日本首次到达月球表面。该探测器大致呈立方体，高2.4米，希望采用高精度月球着陆技术，使得未来的探测器能以较高准确度在特定地点降落，特别是那些计划到月球极地阴影中的环形山中寻找水冰的探测器。

日本宇宙航空研究开发机构（Japan Aerospace Exploration Agency，JAXA）的SLIM项目经理坂井真一郎（Shin-ichiro Sakai）表示“对于下一代月球探测器，精准着陆是必不可少的技术。”

SLIM计划在预定着陆点的100米内着陆，而不是简单地着陆在条件较好的一片区域内。

该探测器将携带多个设备，其中包括一个多波段相机，用于对橄榄石进行光谱观测。橄榄石最初形成于月球地下深处，但可能会由于陨石撞击而出现在月面。

迄今还没有探测器收集过橄榄石，科学家说橄榄石将有助于了解月球内部的成分、结构和演化。“橄榄石曾发现于月球表面几个明确的位置，而SLIM的精准着陆能力可以实现这样的观察。”坂井真一郎说。

俄罗斯的探月大计

俄罗斯的月球-25探测器，将是1976年苏联发射月球-24采样返回探测器后，该国发射升空的首个月球探测器，2022年1月，俄罗斯联邦航天局（Roscosmos）宣布了将用联盟-2 Fregat火箭发射该探测器的消息，预计发射时间为七月底，发射地点为俄罗斯远东地区的东方航天发射场（Vostochny spaceport）。俄罗斯联邦航天局曾告诉《自然》，该探测器将在今年第三季度发射。但是，俄罗斯对乌克兰的军事行动打乱了一部分航天计划，而且欧洲空间局已于4月13日宣布退出月球-25探测任务。

如果月球-25能如期到达，在月球南极附近的博古斯瓦夫斯基环形山（Boguslawsky crater）北部着陆，它将是第一个到达月球极地的探测器，而对未来的载人登月任务或月球定居点来说，月球极地可能会成为水源地。

月球-25将搭载8个设备，其中包括一个机械臂。机械臂将用于挖掘极地各点位，挖掘深度达20至30厘米，并把挖出的样本送至探测器的光谱仪，分析岩石的元素和同位素组成。月球-25还计划探测水。

俄罗斯计划在今年晚些时候发射月球-25着陆器。来源：Sergey Bobylev/TASS/Alamy

月球-25之后，俄罗斯还计划在2023年发射一系列月球探测器。预计月球-25运行和收集数据的时间为一年。

然而研究者们表示，如果这次发射任务推迟也不意外。“这场军事行动一定会对这些工作造成某些巨大影响。”Anand说。

Neal表示，即使任务在技术上能够继续推进，但面临诸多制裁，俄罗斯的经济衰退也可能会对发射任务产生影响。“俄罗斯卢布已经急剧贬值，所以我认为他们届时不会发射。当然，如果一切都已经预付掉了，发射还有可能，但是我对此感到怀疑。”

商业探月竞赛

把探月作为目标的不仅是国家机构。NASA推出了“商业月球有效载荷服务”（Commercial Lunar Payload Services），采用商业火箭发射私人着陆器和月球车。目前，诸多企业正在该服务的支持下开发规模较小的月球探测器。这批商业探测器中，最早的计划在2022年底发射，将与NASA的阿尔忒弥斯登月项目共同搜索资源、搜集数据。

哪个企业将第一个到达月球？竞争行将展开。日本的ispace公司计划在2022年第四季度发射HAKUTO-R项目的M1探测器，这样，M1可能会早于SLIM到达月球。ispace的着陆器由多个相机和一台飞行计算机组成，该计算机使用了人工智能和固态电池，这些设备都将在月球的极端环境下接受检验。

ispace的首席技术官下村秀树（Hideki Shimomura）认为，成功发射商业着陆器不仅将是一项“了不起的科学成就”，还会向公私合作的探测器迈进一步，降低到达月球的成本，并发送更多科学设备。

“随着运输成本降低，到达月球已经越来越容易了，私人的商业探月任务有助于支持更频繁的实验和科学活动。”下村秀树说，“世界各地的商业探月任务都方兴未艾。”

ispace的探测器还会搭载阿联酋穆罕默德·本·拉希德太空中心（Mohammed bin Rashid Space Center）和JAXA建造的小型月球车。“拉希德”月球车比遥控玩具汽车大一点，只有10千克重，50厘米长，计划运作一个月左右。

阿联酋的“拉希德”号月球车将搭载日本公司ispace的着陆器到达月球。来源：MBRSC

该探测器将搭载一系列设备，其中包括一个微型成像仪，用于绘制高精度月壤图像。月球车上的一个朗缪尔测量仪将测量月球外大气层中离子和电子的密度和温度，进而考察太阳风是否正在移动月面尘埃。还有一个热成像相机，用于研究月球表面；以及一个测量各种不同的材料与月壤相互作用的实验，该研究将有助于改进未来的探测器的设计。

JAXA表示，他们的月球车将会是一个小型两轮“变形机器人”，可运行数小时。届时，它将在ispace着陆器上展开并部署好，然后收集月壤的图像和数据，并提供关于月球车行驶条件的信息，以便日后为宇航员设计配备加压月球车的探测器。

印度力求成功登陆月球

许多科学家表示，印度空间研究组织（the Indian Space Research Organization，ISRO）运行的月船3号探测器，主要是将着陆器和月球车送上月面的又一次尝试，而且和今年的其他探测器一样，月船3号也会向月球南极附近的高地进发。

这次的探测器和月球车和月船2号很像，但会进行改造，以确保成功着陆。探测器将会配备一个月震计，一项用于测量月球热流失的实验设备，还有多个光谱仪。

二月，ISRO宣布该探测器将于今年八月发射，但此后几乎没有发布探测器及其实际状况的任何信息。“发射延期几个月也不令人意外。”Anand说。不过他对印度成功完成发射满怀希望。“每一次失败都让我们学到一些新东西。”

印度空间研究组织没有回答《自然》的提问，但上个月，其主席S. Somanath告诉《印度时报》（The Times of India），发射可能会延期到2023年，并补充道：“要进行的测试非常多，我们不想在任何事情上凑合。”

对月兴趣激增有印度一份功劳。Anand说，发现月球上水的迹象——部分可归功于2008年月船1号探测器上搭载的NASA设备——以及发现月球两极水冰存在的可能性，都是很重要的因素。Anand曾协助分析中国的嫦娥五号带回的月壤样本，探索月球上的水的历史，“水的事情很有点改变了局势。”

Blewett表示，鉴于中国的探月任务捷报频传，美国也计划2025年再度开展载人登月，印度的探月任务也有国家声誉和地缘政治的因素。

“其他国家也想在月亮上展现实力”，他说，比如在月球插上一面国旗什么的。

研究人员还认为，无论是国家航天机构还是私人机构，都已经认识到，到达月球不需要多大的火箭，不需要多宏伟的太空项目，也不需要巨额资金；不仅如此，他们还正在将之视作一个潜在商机。

Anand说：“过去10年间，已经开始有这种势头了，但我认为这才仅仅是开始。”

本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：John Pickrell