月球将成为太阳系中最受欢迎的目的地之一。来自印度、日本、俄罗斯、韩国、阿拉伯联合酋长国和美国的不少于 7 个特派团与几家公司一起前往那里。

NASA耗资 930 亿美元的 Artemis 计划今年的首次发射可能会抢尽风头,因为这是将宇航员送上月球的第一步。但美国只是很快计划发射任务的众多国家和私营公司之一,这预示着科学家们所说的可能是月球探索的新黄金时代。

科学不是唯一的驱动力。一连串的任务也标志着几个国家和商业参与者越来越大的野心,以展示他们的技术实力并留下自己的印记,特别是现在登月比以往任何时候都更容易、更便宜

例如,韩国的韩国探路者月球轨道器 (KPLO) “是确保和验证韩国的太空探索能力并获得月球新科学测量的第一步”,韩国天文与空间的行星科学家 Chae Kyung Sim 说韩国大田科学研究所,他是设计任务仪器之一的科学团队的成员。“我们很高兴加入这一新的月球任务浪潮。”

其他四个国家也计划在 2022 年登月。日本的 SLIM(用于调查月球的智能着陆器)可能会在今年晚些时候发射,它将尝试精确着陆,其准确度是其他国家从未有过的达到。该任务或总部位于东京的 ispace 公司也将于今年发射,这将是该国首次登月。

日本的 SLIM 任务将测试旨在实现高度精确登月的策略。

印度的月船三号目前正式定于 8 月发射,但可能会推迟,这将是该国在印度之前的登月任务失败后第二次尝试将着陆器和漫游车送上月球表面。

俄罗斯的 Luna-25 着陆器计划于 7 月发射到南极地区,这将是自 1976 年苏联上一次月球着陆器任务以来该国首次登陆月球表面。

阿拉伯联合酋长国正在着手进行其首次计划于今年晚些时候发射的名为 Rashid 的漫游车执行月球任务,这将是人类第一次作为商业项目的月球之旅Rashid 漫游车将被 ispace 开发的着陆器带到地面,该着陆器将乘坐 SpaceX 在加利福尼亚州霍桑市设计的火箭进入月球轨道。

作为美国宇航局计划的一部分,其他公司也将前往月球,这标志着前往其他世界的商业旅行的开始。

一些进行这些探险的国家航天机构只提供了关于这些任务以及它们何时发射的少量细节,而且时间表经常变化。科学家还表示,俄乌战争很可能会推迟俄罗斯的使命——也可能对其他国家产生意想不到的影响。

每当它们发射时,这些任务的目标都是提供有关月球的数据流——到目前为止,只有一小部分已经被探索过。科学家们还表示,这一系列活动可能会刺激更频繁、更便宜地登月,并增加国际社会对月球研究的兴趣。它还可以为载人月球前哨奠定基础,这可以为前往火星提供发射站。

罗德岛州普罗维登斯布朗大学的行星地质学家詹姆斯·海德(James Head)参与了美国宇航局阿波罗号宇航员的培训,他说,“让这么多国家参与到这支前往月球的航天器舰队中来是非常令人兴奋和非常重要的”。 1970 年代。“有很多未解决的问题可以通过许多不同的机器人和人类能力来解决。”

重新登月的意义

科学家们几乎无法抑制他们对所有这些活动的影响的喜悦。印第安纳州圣母大学的月球地球科学家克莱夫·尼尔说:“如果计划于 2022 年进行的任务成功,则意味着更频繁地进入月球表面、获得更多数据,并最终通过机器人采集返回获得更多样本。” 

对于像尼尔这样的科学家来说,在 40 年前美国宇航局的阿波罗计划结束后,他们经历了月球任务的空窗期,现在所有这些“代表了月球科学和探索的复兴”。尼尔说,这次探险将不仅仅只对月球进行研究,“因为月球是通往太阳系的门户,尤其是人类探索的门户”。

可能面临的失败

鉴于乌克兰的持续冲突,目前尚不清楚今年有多少此类任务将继续进行。这场战争可能会导致俄罗斯以外的延误,因为来自其他国家的一些航天器将需要用大型货机运送到发射场,而俄罗斯对乌克兰的袭击已经损坏了世界上最大的货机——安东诺夫安- 225。科学家们说,它的破坏可能会对可提供此类服务的飞机产生连锁反应。

即使任务如期离开地球,也不能保证他们的成功。印度的最后一次登月任务月船二号在 2019 年成功将一艘航天器送入轨道,但它的着陆器和漫游车在试图着陆时坠毁。以色列私人开发的 Beresheet 着陆器也在当年早些时候坠入海面。

上一次的成功经验是来自中共国的嫦娥四号和嫦娥五号任务,它们自 2019 年以来利用着陆器和漫游车(非载人)从地表收集了大量数据,并于 2020 年将月球风化层或土壤样本返回地球。中共国正计划在 2024 年发射下一个样本返回任务嫦娥六号。

英国米尔顿凯恩斯开放大学的行星科学家马赫什·阿南德说,鉴于过去的成功和失败,今年所有任务都不太可能登上月球。“在所有玩家真正证明他们可以安全登陆月球并进行具有重要价值的科学调查之前,我认为我们必须关注这个空间。”

韩国从轨道上看

在计划于 2022 年进行的所有任务中,最让研究人员关注的是韩国探路者月球轨道器 (KPLO),这是韩国首次尝试到达另一个天体。预计将于 8 月发射,这艘飞船将在月球表面上方 100 公里的轨道上运行,并运行至少一年。它将配备由韩国领导的团队建造和操作的五台仪器,以及由美国宇航局提供的高灵敏度可见光相机“ShadowCam”。

韩国的目标是今年发射其韩国探路者月球轨道器。
它将携带一个名为 ShadowCam 的美国宇航局仪器,可以窥视阴影严重的陨石坑

顾名思义,该仪器将观察月球的阴影区域,提供“有史以来第一次对月球永久阴影区域的高分辨率观察”,坦佩亚利桑那州立大学的马克罗宾逊说,他是该仪器的首席研究员,也是该仪器的首席研究员。美国宇航局的月球勘测轨道器相机,自 2009 年以来一直在绕月运行。ShadowCam 将帮助在极地陨石坑中寻找水冰,并将寻找与极低温度相关的不寻常地质特征。

科学家们也期待着来自韩国任务的 PolCam 仪器的数据,Sim 说这将使用偏振光提供整个月球的第一张地图,这是任何卫星或行星都没有做过的事情。这些数据将根据表面材料散射光的方式提供有关表面材料结构和尺寸的详细信息。

David Blewett 说:“极化“在研究固体行星表面方面没有得到太多应用,因此找出数据可以告诉我们关于月球上不同位置的纹理、成分以及地质情况的信息非常有趣” ,马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯大学应用物理实验室的月球科学家,他是美国宇航局资助的月球顶点探测器的首席研究员,该探测器将于 2024 年发射。

作为该仪器背后团队的一员,Sim 表示,月球风化层粒度图——任务的目标之一——“将有助于为未来的月球着陆器选择着陆点,包括韩国的着陆器”。她说,同样的方法可以帮助科学家研究小行星和水星等其他行星。她补充说,轨道器上的 γ 射线光谱仪将绘制十几种元素的浓度图,这“对于确定月球资源的分布至关重要”,以供未来潜在的提取。

加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家伊恩·加里克-贝瑟尔说,风化层纹理和颗粒大小的地图可以帮助科学家了解“月球科学中的一个大谜团”——月球尘埃的性质,它会窒息几乎整个表面。他说,通过绘制尘埃如何随纬度变化的图并研究它的其他方面,研究人员希望更好地了解月球在其历史上是如何演变的。

Garrick-Bethell 是帮助解释来自 KPLO 磁力计 KMAG 的月球磁场数据的团队的一员,该磁力计由首尔庆熙大学的空间科学家 Ho Jin 建造和领导。Garrick-Bethell 希望 KMAG 能够帮助解开另一个月球之谜:科学家们对数十亿年前月球在其早期历史中如何具有强磁场感到困惑,因为它从来没有一个液态铁核心在周围晃动,这就是产生地球磁场的原因。

他说,月球微小的铁核“是如此之小,以至于没有现有的理论可以解释它曾经如何产生强磁场”。然而,今天对月球地壳中古代岩石的太空观测表明,它们具有很强的磁性,并且是在磁场存在的情况下形成的。“因此,理论和观察之间存在巨大的脱节。”

Sim 说,KPLO 有望成为韩国一系列计划中的登月计划的开始,包括到 2030 年的样本返回任务。

日本的登陆计划

日本的 SLIM 任务于 2023 年 3 月之前的某个时间从种子岛航天中心发射,这将标志着该国首次到达月球表面。这个大致呈立方体形状的探测器,高 2.4 米,旨在使用高精度的登月技术,让未来的任务能够高精度地降落在特定位置——尤其是那些希望在阴影陨石坑中找到水冰的探险队。月球的两极。

精确着陆是下一代月球探索的必备技术,”日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 的 SLIM 项目经理 Shin-ichiro Sakai 说。

SLIM 旨在在拟定目标的 100 米范围内降落,而不是简单地降落在具有有利着陆条件的区域。

着陆器上的几个仪器之一是多波段相机,它将对矿物橄榄石进行光谱观测。橄榄石最初形成于月球深处,可因陨石撞击而暴露出来。

到目前为止,还没有任何任务收集到这些矿物质,科学家们说他们可以阐明月球内部的组成、结构和演化。“已经在月球表面的几个特定点发现了橄榄石,SLIM 的精确着陆能力将允许进行此类观测,”Sakai 说。

俄罗斯登月

俄罗斯的 Luna-25 任务将是自 1976 年苏联 Luna-24 样本返回任务以来它首次发射到地面的探测器。1 月,位于莫斯科的俄罗斯航天局 Roscosmos 宣布将在联盟号上发射该任务-2 Fregat 火箭于 7 月下旬从俄罗斯远东的东方航天港发射。Roscosmos 告诉Nature,该任务将于今年第三季度启动。但对乌克兰的战争打乱了俄罗斯的一些太空计划,欧洲航天局于 4 月 13 日宣布将退出 Luna-25 任务。

俄罗斯计划在今年晚些时候向月球发射其 Luna-25 着陆器

如果探测器确实按计划到达——靠近月球南极的 Boguslawsky 陨石坑以北——它将首先到达月球两极,月球两极被认为是未来载人基地或定居点的可能水源。

Luna-25 将有八台仪器,包括一个机械臂。这将在不同地点挖掘极地风化层,深度为 20-30 厘米,并将样品送到飞船的光谱仪,以分析岩石的元素和同位素组成。该任务还旨在检测水。

Luna-25 是计划在未来几年执行的一系列 Luna 任务中的第一个,旨在运行和收集数据一年。

然而,研究人员表示,如果任务被推迟,他们不会感到惊讶。“这场战争肯定会对这些事情产生一些重大影响,”阿南德说。

尼尔说,即使该任务在技术上能够继续进行,俄罗斯经济在制裁面前的崩溃也可能对其产生影响。“俄罗斯卢布已经下跌。这就是为什么我说他们不会发射。如果一切都已预付,可能会有机会,但我持怀疑态度。”

商业月球竞赛

主权国家并不是唯一瞄准月球的机构。美国宇航局正在支持一些公司通过其商业月球有效载荷服务执行相对小规模的任务——该服务旨在让私人着陆器和漫游者乘坐商业火箭登上月球。这些商业任务中的第一个将与NASA 的 Artemis 计划一起寻找资源并收集数据,计划于 2022 年底发射。

这将是一场比赛,看哪家公司首先到达月球表面。日本的 ispace 计划在 2022 年最后一个季度启动其 HAKUTO-R 计划的 M1 任务,并可能击败 SLIM 登月任务。ispace 着陆器包括摄像头、使用人工智能的飞行计算机和固态电池,所有这些都将在极端月球条件下进行测试。

ispace 的首席技术官 Hideki Shimomura 表示,成功交付商业着陆器将是一项“重大的科学成就”,也是迈向公私任务的一步,这将降低登月成本并可以交付许多科学仪器。

他说:“随着通过低成本运输更容易接近月球,私人商业任务将支持频繁的实验和更多的科学活动。” “商业月球探索正在世界范围内获得显着的动力。”

ispace 飞船还将搭载由阿拉伯联合酋长国穆罕默德·本·拉希德航天中心和日本宇宙航空研究开发机构建造的小型月球车。拉希德漫游车比无线电遥控玩具车大一点——它重 10 公斤,长 50 厘米,计划运行大约一个月。

阿拉伯联合酋长国的拉希德探测器将乘坐日本公司 ispace 制造的着陆器前往月球

它携带一系列仪器,包括一个用于捕捉月球风化层高分辨率照片的显微成像仪。探测器上的朗缪尔探测器将测量月球外逸层中离子和电子的密度和温度,以揭示太阳风是否正在移动月球表面的尘埃。还有一个热成像相机来研究月球表面,以及一个评估不同材料如何与月球风化层相互作用的实验,这可以改进未来车辆的设计。

JAXA 说它的漫游者是一个小型的两轮“可变形机器人”,可以运行几个小时。它将从 ispace 着陆器展开和部署,收集有关月球风化层的图像和数据,并提供有关驾驶条件的信息,以帮助该机构规划未来的宇航员加压漫游任务。

印度竞标成功登陆

许多科学家表示,由印度空间研究组织 (ISRO) 在班加罗尔执行的月船三号任务主要是为了让着陆器和漫游车进入月球表面而进行的第二次尝试。和今年的其他任务一样,它也在前往靠近南极的高地。

着陆器和漫游者将类似于月船二号着陆器,但将进行修改以帮助确保成功着陆。该任务将配备地震仪、测量月球热流的实验和光谱仪。

2 月,ISRO 宣布该任务将于 8 月启动,但此后几乎没有提供有关该任务或其状态的详细信息。“如果推迟几个月,我不会感到惊讶,”阿南德说,但他非常希望印度能够成功。“每次我们失败,我们都会学到一些新东西。”

ISRO 没有回应Nature的问题,但其主席 S. Somanath 上个月告诉 印度时报》,发射可能会推迟到 2023 年,并补充说:“测试清单很长,我们不想在任何事物。”

印度可以为对月球的兴趣激增带来一些功劳。帮助分析月球风化层样本的阿南德说,发现水的特征——部分是由美国宇航局在 2008 年印度月船一号任务中使用的仪器——以及月球两极可能存在水冰是一个重要因素。中国嫦娥五号到地球探索月球水的历史。“水的故事有点改变游戏规则。”

Blewett 说,考虑到中国在月球上的成功以及美国计划在 2025 年将人们送上月球的事实,这也有国家声望和地缘政治的因素。

“其他国家希望在月球上展示自己的色彩,”他说,也许是通过在月球表面插上一面旗帜。

研究人员还认为,国家和私人参与者正在意识到他们不需要大型火箭、大型太空计划或巨额金库即可到达月球——他们也将其视为潜在的商机。

“这在过去 10 年里一直在积累,”阿南德说。“但我觉得这仅仅是个开始。”


One thought on “六个国家即将登月,月球探索的黄金时代来临”
  1. 据灵修大师分享,月球上有一个正义家族的基地,但属于以太层,人类肉眼或仪器看不到。
    另外,地球即将进入五维黄金时代,不过貌似目前绝大多数执迷不悟的负能量生命将不会继续留在新地球。

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