月球是距地球最近的天体,平均距离约为38.4万千米。人类把地外探测的第一个目标选择了月球。这不仅是因为它距离较近,探测方便,而且更因为探测月球是进一步认识地球形成的一种有效手段。月球形成以来,没有经受过风雨、冰川和自然力的冲蚀和改造,保存了完好的原始状态,这样直接考察月球,就有助于更好地了解地球的组成、结构和起源,也有助于揭示太阳系的起源。
此外,月球上拥有丰富的物质资源,在月球岩石中含有地壳里的全部元素,约有60种矿藏。其中还含有地球上没有的氦-3,这是一种理想的核燃料。月球上没有大气的影响,利用太阳能的效率比地球上高1.5倍,而且因为拥有丰富的硅元素,所以可以充分利用太阳能,就地生产水泥、陶瓷和玻璃,在月球上建立起工业生产基地。同时,由于月球上月震和重力波很小,没有大气影响,也没有人造电波和光源干扰,因而是进行科学研究和天文观测的理想场所。由于月球的重力只有地球的1/6,若能提供航天器的推进剂,它就可以成为人类通往太空的桥梁。
鉴于月球上的优越条件,以及开发月球的重要价值,40年来人类对月球探测兴趣始终不减,世界上已有数十个不载人探测器和6艘载人飞船飞到月球进行考察。那么,它们是如何探测月球的呢?
第一步是飞越月球。1959年1月2日苏联发射了月球1号探测器,两天后它从距月球6000千米处飞过,首次探访了月球。同年10月7日,月球3号探测器在飞过月球时,拍摄了月球背面的第一张照片。随后,美国相继发射了数个“徘徊者”号、“勘测者”号 和“月球轨道环行器”等月球探测器,其中第三个“徘徊者”号在距月球3.7万千米处飞过月球,两个“勘测者”号飞近月球,5个“月 球轨道环行器”围绕月球飞行,拍摄了一批高清晰度的月面照片。
第二步是用探测器击中月球。1959年9月12日,苏联发射的月球2号探测器击中月面,成为第一个到达月面的人造物体。它的探测表明,月球没有磁场,月球周围没有辐射带。1964年7月 28日,美国徘徊者7号在月球云雾海地区硬着陆,用6台电视摄像机向地面传回4308幅月面照片;1965年2月,徘徊者8号在月球静海地区硬着陆之前,成功地传回7137张月面照片;同年3月,徘徊者9号在撞击月球云雾海附近火山区前,传回5814张月面近景照片。
第三步是用探测器在月面软着陆。1966年2月3日,苏联发射的月球9号首次在月球上的风暴洋软着陆成功,从月球发回一批月球全景照片。美国在1966年5月〜1968年1月期间发射了 17个勘测者号探测器,其中有5个在月面软着陆成功。
第四步是环月飞行。1966年3月,苏联发射的月球10号成为第一个绕月飞行的月球卫星,测量了月球周围辐射和微流星环境。后来发射的月球11号、12号、14号、19号和22号探测器,也都成功地进入绕月球的轨道飞行,对月面进行了电视摄像探测。美国 1966年8月至1967年8月发射的5个“月球轨道环行器”,共拍摄了2800多幅高清晰度的月球照片,绘制了98%的月面图,选择了 载人登月5个着陆地点。
第五步是把月球车和航天员送上月球。1970年11月17日,苏联的月球17号在月面雨海地区软着陆,它用首次携带的月行者1号月球车,在地面遥控下对月面进行考察,一直工作到1971年 10月4日止。1973年1月,月球21号带有月行者2号月球车在月面澄海地区着陆,月球车在月面漫游37千米,分析了月球土壤,发回大量月面照片。1969年7月16日,美国用土星5号运载火箭将第一艘载人登月的阿波罗11号飞船送入登月轨道。经过四天的 航行,飞船登月舱抵达月面。1969年至1972年,美国发射阿波罗号载人飞船,分6次把12人送上月球,航天员在月面共停留约300 小时,从月球带回约382千克的月球岩石和土壤样品。