1 三个发展阶段

迄今为止，人类探月整体上经历了以下三个发展阶段。

第一阶段是空间竞赛引发的首次探月热潮阶段。 1959—1976年，苏联和美国展开了以月球探测为中心的空间竞赛，竞相发射了许多形态各异的月球探测器，掀起了第一次月球探测高潮。从1959年1月2日苏联发射世界第一个无人月球探测器“月球1号”开始到1976年8月，美国和苏联发射了大量的无人月球探测器，主要有苏联的“月球”系列、“宇宙”系列和“探测器”系列，美国的“先驱者”系列、“徘徊者”系列、“月球轨道器”系列、“勘测者”系列和“探险者”系列，这些探测器中有9个飞越月球，6个撞击月球，18个绕月飞行，14个在月面着陆。此外，美国还进行过8次载人月球探测行动，其中包括6次载人登月。这一阶段的主题主要是进行太空争霸和开展空间探索。

第二阶段是深入研究探月意义的冷静思考阶段。 1976—1994年，全球只进行过1次成功的月球探测活动，即日本在1990年1月发射了“飞天号”探测器，成为世界上第三个探测月球的国家。这一阶段的背景是：随着冷战形势的缓和，人类对空间霸权的争夺有所缓解；需要总结探测活动耗资大、效率低、探测水平不高的经验与教训，提出新的探测思路和战略；需要将月球探测技术向各领域转化、推广和应用；需要加速研制新的空间往返运输系统和高效探测装备；需要较长时间进行探测资料的消化、分析与综合，将月球科学研究提高到更高的理性认识的阶段。

第三阶段是从1994年起至今开展的第二次探月热潮阶段。 因为通过大量地总结和分析以往探月的经验、教训与成果，人类深刻地认识到探月具有多方面的意义，对人类社会具有重要的推动作用，特别是通过研究“阿波罗”计划取回的样品发现，月球上存在大量的氦3资源，这是一种便宜、安全和高效的核聚变燃料，所以月球探测受到越来越多的国家或组织的青睐。美国于1994年1月25日和1998年1月6日分别发射的“克莱门汀号”“月球勘查者号”探测器悄然拉开了人类重返月球的序幕。这两个探测器应用了大量新技术，取得了十分丰富的探测成果，尤其是发现了月球两极存在大量水冰，从而激发了人类新的探月热情。

进入21世纪之后，欧洲空间局、日本、中国、印度等国家或组织也都发射了月球探测器。

2 不同特点

随着政治、科技和经济等各领域发生的巨大变化，第二次探月热潮与冷战时期开展的第一次探月热潮有明显的不同。

● 探测月球的目的不同。由冷战时期主要满足政治和科学需要的目的，改变为将科学探索和经济发展相结合，以探测月球资源为主，为未来月球资源开发、利用打基础的目的。

● 探月的规模更宏大，采用的技术更先进。在第二次探月热潮中发射的各类月球探测器的成功率很高，这表明人类的探月技术有了较大的提升。

● 打破了20世纪只有美国和苏联两个国家对月球探测的垄断局面。欧洲空间局、日本、中国、印度和以色列等国家或组织纷纷展开月球探测，并将有越来越多的国家或组织甚至私营公司参与月球探测，且趋向于以国际合作方式为主。

3 探月方式

随着人类月球探测技术的不断提升，探测月球的方式也越来越多，从而使月球探测的广度和深度不断扩大。飞越月球或在其表面硬着陆的探月方式已经变得相对落后，现在和可以预见的将来主要采用以下探月方式。

● 通过绕月探测器的方式获取信息，这样能够有较长的探测时间来获取比较全面、详细的月球资料。

● 探测器在月球表面软着陆，以固定或漫游车的方式进行实地考察、拍摄探测和取样分析等。

● 通过载人或无人探测器在月面软着陆后取得样品返回地球，进行实验室分析。

● 进行撞击式探测，与早期的硬着陆不同，这是一种新兴的探月方式，主要用于探测月球的内部结构和组成，发挥探测器的余热。当然，人类也开发了一些专用的月球撞击器。

● 在月球建立永久性基地，以开发和利用月球的资源、能源和特殊环境，并为载人火星探测开辟道路。

4 两大集团

总之，人类探月总体分为探月、登月、驻月三大步，即“探、登、驻”。目前，美国已经完成了前两步，未来将执行第三步。苏联/俄罗斯完成了第一步，未来将执行第二步。但是由于经济发展等原因，自1976年后，苏联/俄罗斯再也没有发射过月球探测器。因此，在探月第一集团中，美国是“领头羊”。

欧洲空间局、日本、中国和印度等都以探月为主攻方向，整体上按“绕、落、回”三个步骤分步实施，逐渐积累经验和知识。目前，欧洲空间局、日本、中国和印度均完成了绕月探测，中国还于2013年发射“嫦娥三号”探测器实现了月面软着陆，2018年发射“嫦娥四号”探测器实现了人类首次月背着陆，2020年发射了“嫦娥五号”探测器实现了采样返回。所以，在欧洲空间局、日本、中国和印度等组成的世界探月第二集团中，中国目前处在领先位置。

5 典型案例

在已经探月的国家中，印度的探月方式比较特殊。作为亚洲航天大国，印度很早就计划开展月球探测。但是由于经济水平和科技水平等原因，印度采取了国际合作的方式，最终圆了自己的探月梦想。

（1）最大特点

2008年10月22日，印度成功发射“月船1号”探测器。15天后，它运行在距月面100千米高的环月轨道上，成为继苏联、美国、欧洲空间局、日本和中国之后，世界上第六个研制并发射月球探测器的国家或组织。

“月船1号”的主要科学任务是：对月球进行高分辨率遥感观测，制作分辨率为5～10米的高清晰的三维月球表面地形图；对月球两极是否存在水的课题进行初步探索；收集月球表面矿物质和化学物质的有关数据，了解镁、铝、硅、钙、铁、钛等元素，以及氡、铀、钍等原子量大的元素的分布；通过传回地球的月球数字高程图和矿物集中图，对月球的形成过程和化学进化进行研究。

“月船1号”上有11台科学探测仪器，其中5台是由印度自己研制的，它们是：地形测绘立体相机、超光谱成像仪、月球激光测距仪、高能X射线光谱仪、月球撞击探测仪。其他6台则是由国外研制的，这也是印度月球探测器的特点之一。

“月船1号”最大的特点是其顶部装有1个质量约为29千克的“冲击者”月球撞击探测仪。“冲击者”在“月船1号”到达最终轨道后被释放，在接近月球的过程中，“冲击者”能不断地对月球进行拍摄，拍摄的月面有助于印度未来为月球车选择着陆位置。“冲击者”在释放20分钟之后以75米/秒的速度撞击月面，激起月球土壤，以方便科学探测仪器获取月球内部的矿物质和水的科学数据，并验证精确着陆月面所需的技术，为此后的落月探测做准备。“冲击者”将印度国旗“抛”上了月球，以确立印度在月球的存在。

（2）横向比较

与亚洲其他国家发射的月球探测器（如日本的“月女神1号”、中国的“嫦娥一号”）相比，印度的“月船1号”既有相同之处，也有一些不一样的地方。

一是体积小。“月船1号”的星体为边长约1.5米的立方体；“月女神1号”采用了2.1米×2.1米×4.8米的箱形结构；“嫦娥一号”的主体为一个2.22米×1.72米×2.2米的长方体。

二是质量轻。“月船1号”的发射质量为1304千克；“月女神1号”的发射质量为3000千克；“嫦娥一号”的发射质量为2350千克。

三是造价低。“月船1号”总耗资仅38.6亿卢比（约合8300万美元），是各国探月计划中耗资最少的；“月女神1号”总耗资约4亿美元；“嫦娥一号”总耗资约15亿元人民币（约合2.2亿美元）。

四是分辨率高。“月船1号”与“月女神1号”的运行轨道高度都是100千米，但是“月船1号”上的地形测绘立体相机的分辨率达到了5米，而“月女神1号”上的地形测绘立体相机的分辨率是10米。

（3）国际合作

为了提高探月水平，“月船1号”载有6台国外研制的科学探测仪器。

● 近红外光谱仪2号。它主要由德国研制，可以对月球表面进行大范围的地质探测，有助于人类更好地了解地球与月球的形成历史。

● 次千伏原子反射分析仪。它由欧洲空间局、瑞典（不以欧洲空间局的名义）等联合研制，可利用低能中性原子对月球表面进行成像，获得永久阴影区和不稳定物富足地区的月面成分分布图；对太阳风与月球表面的相互作用进行成像；对月球表面磁异常现象进行成像。

● 辐射剂量监测实验装置。它由保加利亚研制，可测量月球轨道的粒子流、沉积能谱和累积吸收辐射剂量率；提供月球周围不同高度和纬度的辐射剂量评估图等。

● 小型合成孔径雷达。它由美国研制，负责绘制月球极区的永久阴影区，其中包括以前从地球上从未看到过的大面积区域，并寻找水冰沉积物。其收集的数据已用于确定月球上的水冰沉积物的地点和分布规律，帮助科学家了解撞上月球的天体的历史和自然特征，以及物质被从外部太阳系扔往内部行星的过程。

● 月球矿物学制图仪。它由美国研制，可绘制第一张整个月球表面的高空和光谱分辨率图，显示构成月球表面的矿物分布，从而对月球上的矿物质资源进行评估，回答有关月球起源、地质演变和太阳系形成早期陆地行星的演化问题。它已寻找到了一些用于月球探索和其他行星探索任务的资源，其中可能包括水。

● 月船1号X射线光谱仪。它主要由英国研制，用于测量X射线，测绘月球表面成分。该仪器对镁、铝和硅X射线敏感，可观测被月壤原子吸收后又放射出来的太阳X射线，借此测绘月面的化学成分。当太阳X射线照射很强时，比如在太阳耀斑期间，它还能对铁、钛和钙等其他元素进行测量。

另外，欧洲空间局还向印度提供了“智慧1号”探测器的运行经验，并向印度提供了地面测控支持。作为回报，欧洲空间局可迅速获取印度月球探测获取的资料。

（4）两大发现

在“月船1号”工作期间，有两大发现，一是其上的小型合成孔径雷达在40多个陨石坑里发现了水冰，这些被发现有水冰的陨石坑大多数无法受到太阳光的照射，永远处在黑暗的笼罩下。一些永远处于黑暗的陨石坑的温度最低可达-248℃，比冥王星的表面还要低，保持着水冰的冰冻状态。

二是其上的地形测绘立体相机在月球赤道附近发现了一个水平走向的天然隧洞，它可能成为人类未来在月球上的天然保护屏障。这个隧洞长约2千米，宽约360米，能作为人类在月球上的潜在居住地。这一发现对人类将来在月球上建设永久性基地大有帮助：如此宽大的隧洞可用于建设月球地下前哨基地，洞顶部分能够保护航天员免受宇宙辐射、流星体撞击和温度剧烈波动的影响。

2019年，印度发射了“月船2号”探测器。它由一个轨道器、一个着陆器和一辆月球车组成。其任务是演示和验证在月球上的软着陆能力，对月球表面进行矿物和地质等方面的测绘和分析，探测月球上是否有水。其中的轨道器在距离月面100千米高的环月轨道上绕月飞行，携带了印度自主研制的5台科学仪器，用于绘制详细的三维月球表面图像。但是其着陆器在着陆时失败，月球车亦随之坠毁。