中国为什么要去探测月球？中国“嫦娥一号”、“二号”、“三号”取得了哪些成果？月球对我国的科技进步、经济发展，对老百姓的生活，究竟有怎样的价值？这些问题值得认真回答和探究，也都与我们中国的“探月梦”息息相关。
月亮是怎么来的？
45亿年以前，地球遭受到一个火星大小的天体撞击，撞出了地球的“女儿”月亮，地球也被撞歪了。
生活在地球上的人类，对两个天体最熟悉。
一个是光芒万丈的太阳。这是因为，太阳给了地球光明和温暖，使整个地球气象万千、万物生长、生机勃勃。
一个是圣洁无瑕的月亮。自古以来，月亮激起了人们的无限遐想，也萌生出各种各样的神话传说、宗教信仰、哲学思想、文学艺术和各种风俗传统。中国古代的农历，就是根据月亮来制定的。对中国人来说，月亮还象征着温馨、和谐的意象，寄托着中国人的思亲情结，月亮还代表着花好月圆，代表着喜庆、团圆、美满。这些都反映出中国人对月亮寄托的感情。
在全世界，大概有六七十个月亮神。
比如，日本的月亮神叫辉夜姬。一对老夫妇砍竹子，一个小女孩从竹子里蹦了出来，只有手心大，见风就长，三个月长大成人，美丽和善。天皇知道了，要把她娶入皇宫，辉夜姬不愿意，孤独地驾着天车奔向了月宫。这个神话有点类似中国的嫦娥奔月。
我曾遇见日本月球探测的首席科学家，我们一起讨论科学问题。他说中国人真会取名字，“嫦娥工程”一听就是中国的，而且跟月亮有关。现在日本的月球探测工程就叫“辉夜姬工程”了。
古希腊也有月亮神，是太阳神阿波罗的妹妹，是狩猎神。古罗马也有月亮神，古印度、古埃及也有。在全世界，月亮神都有一个共同的特点，都是女性，这也从侧面说明了自古以来人类对于女性的崇拜和依恋。
那么，月亮是怎么来的？为什么会在地球旁边呢？
对于月亮的来历，科学家们研究了好几百年，提出了各种各样的假说。近30年来，有一种理论越来越得到科学家们的证明：
大概在45亿年以前，那时，太阳系形成不久，其中有很多大大小小的天体，有一个火星大小的天体撞上了地球，两个天体撞出了很多碎块，这些碎块就在地球边上慢慢地汇集起来，最后形成了月亮。我们分别提取地球和月球的基因，做“亲子鉴定”，可以确证，月亮是地球的“女儿”。月亮跟随着地球“母亲”，地球“母亲”也一直携带着“女儿”月亮，经历了45亿年荒古而漫长的岁月。
45亿年前的这一撞，还给地球留下一个“残疾”。太阳系的八大行星此前都是直着围着太阳自转的，它们的自转是逆时针方向的，围绕太阳的公转也是逆时针方向的，大家都在一个平面上，规规矩矩的。
但是，地球被这一撞撞“歪”了，歪了23.5度。假如地球不歪，那么地球上任何一个地方就只有一个季节，没有春夏秋冬；而撞歪了后，地球绕着太阳转一圈就有了春夏秋冬的季节变化，这就使地球变得丰富多彩了。
用望远镜观测太阳系的八大行星可以发现，除了地球外，火星也被撞歪了24.5度，比地球稍微再歪一点点，所以，火星也有春夏秋冬；金星则撞翻了，其他行星都是逆时针方向转，只有金星是顺时针方向转；木星太大，歪得不多；土星也歪了；而天王星更惨，撞“躺”下了，所以，天王星是“躺”着围绕太阳转的。太阳系的八大行星都是“七倒八歪”的，这就是现在观测到的情况。
月亮是什么样的？
现在的月球内部没有什么活力了，表面上分布着密密麻麻的小行星撞击形成的撞击坑，今天砸一块，明天砸一块，全是坑坑洼洼的
400多年前，意大利有一位科学家叫伽利略，他用望远镜观测月亮，想看看月亮表面到底什么样。那个时候还不会照相，伽利略只能把他所看到的东西画下来。月亮上有很多块黑斑。伽利略把这些黑斑命名为“海洋”，最大的叫风暴洋，还有雨海、静海、丰富海等，共22个海洋的名字。
现在我们知道，月亮上一滴水都没有，更不会有海洋，而是巨大辽阔的平原。这些平原是39亿年前一些小天体撞击月亮，产生巨大的撞击坑，撞击坑的底部撞出很深的裂缝，然后内部的岩浆上升、形成火山喷发，火山的熔岩流把砸出来的这些大坑都填得平平的，形成一个个辽阔的平原。流出来的熔岩流叫玄武岩，是黑色的，形成了月球表面的一些黑色斑块。这种岩石地球上也有很多，也是黑色的。月亮上还有一些发亮的地方，是另外一种石头——斜长岩，颜色比较浅，反光强。
大家可能没有意识到，我们每天看到的月亮，其实就是这半个月亮，而看不到另外半个月亮。月亮有自转，月亮的自转我们也看不到。这是因为，月亮本身逆时针方向自转，还绕着地球公转，公转的周期和自转的周期相等。所以，我们只能看到对着地球的这一面月亮，而看不到另一面，这种现象称为“潮汐锁定”。月亮自转一圈与绕地球公转一圈的时间相等，所以，月亮上的一天相当于地球上的一个月。在月亮上，太阳一出来就是半个月，夜晚也是半个月，而且晚上特别冷，有零下摄氏180度。所以，我们的“嫦娥三号”要在月亮上过夜，很让人操心。
因为月亮离地球很近，又特别大，使地球上的海洋产生了潮汐。潮汐的作用力正好跟地球自转的方向相反，所以，地球在自转的时候，始终有一个很小的力像刹车一样，让地球越转越慢。这一点是有证据的。古代地球上有很多生物，这些生物身上都有像树的年轮一样记录时间痕迹的标记。记录着那个时代的一天有多长、一年有多少天，等等。
古生物学家把这些资料汇集起来发现，13亿年前，地球一年有546天，一昼夜的时间只有16个小时。这也就是说，13亿年前，地球转得特别快，16个小时自转一圈。一直到恐龙灭绝的6500万年前，那时一年还有376天，一天是23.4小时。而现在一年是365.25天，一天23.934小时。还有一个证据。2015年6月30日晚上12点，也即7月1日的零点，国际上通知全世界时钟加一秒，加的那一秒叫“闰秒”。人活一辈子最多能加几秒，所以，人对地球自转速度的变化没有感觉。但是，地球长期积累下来的确是越转越慢了。
潮汐还有一个作用，就是把陆地上的养分带到海洋，把海洋生物冲到潮间带来，让海洋的生物迁徙走向陆地。潮汐还可以发电，等等。所以，月亮对人类来说有很好的作用。
月亮表面面积是3800万平方千米，地球和月球的平均距离是38万千米。月亮还有一些特点。比如，月亮上没有空气、没有风、没有雨。月亮上听不见任何声音。在地球上说话大家都能听见，是因为说话振动了空气的分子，传到耳膜。月球上没有空气，旁边一个炸弹爆炸都听不见声音，所以，月球是一个死寂的世界。因为真空，没有温度的传导，月亮上的石头，太阳一出来照上去就有100摄氏度至110摄氏度高温，而石头影子的这面没有太阳直照，只有零下130摄氏度至零下150摄氏度。所以，月亮的环境是极其恶劣的，也没有任何生命。月亮表面有一层土壤，这层土壤很薄，最厚的地方大概只有20多米。月球的内部也像一个鸡蛋，和地球一样。里面都熔化过，重的东西往中心沉下去，轻的东西往上浮，所以就形成了月壳、月幔和月核，像地球的地壳、地幔和地核。
科学家怎么知道月亮的内部结构呢？这是因为，月球也有月震，像地球的地震一样。设置在月球表面的地震仪，记录到月震波的传播速度，通过这些可以分析出月核有多大、月幔有多厚、月壳有多厚。月球内部还发现有很多密度比较大的“瘤子”，说明月球没有能力把这些东西再熔掉，它的内部已经冷下去了。也就是说，月球内部已经没有什么活力了，就像一个人不能动弹一样。月震也是很小的，每年最大的月震相当于1-2级地震。月球也像一个人的一生，经历了诞生、婴儿期、青少年期、中老年期，到了老态龙钟、濒临死亡。这里“死亡”的意思是说月球内部的能量已经耗尽，没有什么活力了。但是，它还是会自转并绕着地球公转，这不需要它自己内部的能量。
月球曾有一个非常漂亮的磁场，跟地球一样。地球有南北极的磁场，所以，我们的老祖宗发明了指南针，利用磁场知道方向。为什么地球有偶极型的磁场呢？凡有电流流动，周围就要产生磁场，而且符合“右手定则”。地球的磁场在历史上曾经倒来倒去，不是它本身倒，而是里面的电流流动方向相反了。电流一反，磁场就翻转倒过去了。有一种传说世界末日要到了，地球的磁场要翻转，其实并不准确。现在这个磁场已经有80万年左右的历史了，大概一两百万年以后地球的磁场可能会再倒。但即便倒了，地球上也没有多大的损失，并不会有大批的生命因此而死亡，靠磁场导航的鸽子可能会飞出去飞不回来，其他则没有太大的影响。月球以前也像地球一样，有这样一个磁场，现在没了，其实30亿年以前就没了。这说明，它里面没有电流流动，没有高温的熔体在运动。月球的历史很简单，从它诞生一直到30亿年前，非常活跃。但30亿年以来，月球已经没有什么活力了，就像一块大石头绕着地球转，而且月球表面上分布着密密麻麻的小行星撞击形成的撞击坑，今天砸一块，明天砸一块，全是坑坑洼洼的。
嫦娥三号出品：月面照片
“重返月球”是怎么回事？
上世纪末本世纪初，很多国家又开始纷纷探测月球。这些国家和机构包括，美国、欧空局、中国、俄罗斯、日本、德国、法国、印度、韩国等
这样一个月亮，为什么还有那么多国家要花那么多钱去探测呢？
上世纪50年代，当时的两个“超级大国”美国和苏联展开了一场探测月球的、激烈的军事竞争。一直到大约1976年，两国一共发射了约108个探测器。开始苏联节节领先，但上世纪60年代初，美国提出并实施了“阿波罗计划”，实施载人登月计划。最后，美国一共实现了6次载人登月，共有12名宇航员登上了月球。迄今为止，人类只有这12个人登上了另外一个天体。在探月竞赛中，美国取得了最后的胜利，“阿波罗计划”起到了强大的推动作用。后来，苏联解体，国际影响力下降。这以后20年左右的时间里，谁也没有再进行月球探测。
“阿波罗计划”是当时全世界规模最大、耗资最多的一个计划，共投资了约254亿美元，相当于2005年的1360亿美元。参加阿波罗计划的有2万多家企业、200多所大学、80多个科研机构，总人数超过了40万。上世纪六七十年代，所有的技术都属于初级阶段的，包括火箭、雷达、导弹、无线电制导、材料、计算机等方面。由于“阿波罗计划”的要求，大大提高了当时的技术水平，诞生了一大批高科技工业群体。后来，这个计划又转到民用，带动了世界科技的发展和工业的繁荣。美国人算了一笔账，投入产出比为1：14，取得了巨大的经济效益，诞生了一大批新型的工业群体。这可以说是一个推动人类科技进步的计划。
上世纪末本世纪初，很多国家又开始纷纷探测月球了。这些国家和机构包括，美国、欧空局、中国、俄罗斯、日本、德国、法国、乌克兰、奥地利、巴西、印度、韩国等，其中一些国家或机构提出要“重返月球”。“重返月球”最早是美国的老布什总统提出来的。在这第二次高潮中，全世界一共发射了14枚探测器，其中，有中国的“嫦娥一号”、“二号”和“三号”。
经过20多年的反省，关于月球的价值，人们认识到几个重大问题：
第一，月球具有重大的军事战略地位，是当前战争最高的制高点。
在上世纪60年代，美国当时的总统肯尼迪就说过一句话，“谁控制了太空，谁就控制了地球”。现在美国人换了一句话，“谁控制了月球，谁就控制了环绕地球的太空，因而谁就控制了地球”。所以，它是一个制高点，是一个新的军事平台。如果在月球设置设施，从月球到地球，只要1.3秒钟，就可以摧毁地面和地球空间上的各种设施和武器。
第二，月球有丰富的能源。
月球有两种能源。一种能源是太阳能。有一位科学家设计，给月亮赤道上系一根“腰带”——长11000千米，宽400千米的太阳能发电板，永远会有半个“腰带”被太阳照着，所产生的电能用激光、微波传输到地球，又转换成电能。当然，这个计划要用机器人去铺设，要花费较长的时间才可以铺设完。假如这个“腰带”能够建成，以后月球给地球供应的太阳能能够解决人类子孙万代所需的能源。这是月球太阳能的前景。
还有一种能源原料很特殊，叫氦-3。很多人问，为什么太阳天天光芒万丈呢？太阳是哪来的能量呢？这其实是因为太阳上在进行氢同位素的核聚变反应——氢弹爆炸，大规模、长时间、持续的氢弹爆炸。科学家在60多年前就已经制造出了氢弹。但是，氢弹要和平利用、为人类造福，还有很多问题需要解决。其中一个难题是核聚变原料——氢的同位素问题。氢有两个同位素，一个叫氘，一个叫氚。这两个同位素在上亿度的高温下，能够反应释放出巨大的能量。氘，海水中有很多，但是氚，地球上很少，需要人工制造。而且氚是放射性的，不够安全。这两个同位素反应后产生中子，对环境防护不利。于是，就有科学家就建议用氦-3来替代氚。氦-3是稳定核素，没有放射性。但氦-3地球上也极其稀少。其实，太阳风不断地把氦-3粒子注入到地球、月球、火星等天体的表面。然而，地球有很多保护层，磁层、电离层、大气层，氦-3进不来，所以地球上氦-3资源量极少。但40多亿年以来，月球的土壤里积累了大量太阳风注入的氦-3粒子。月球上有100多万吨，至少可以解决人类社会上万年的能源需求。氦-3这种能源原料，可能成为人类未来受控核聚变发电的重要原料。
第三，月球的环境。
一方面，月球的环境太恶劣了，超高真空、没有磁场、温差极大、弱重力，但另一方面，这也是地球上找不到的一个好地方，比如，它是高洁净的、超高真空、没有磁场干扰、温差变化极大，有很多新材料、药品、生物制品或许可以到月亮上去制备；在月亮上观测天文，看得更清楚，在月亮上开展有些特殊的科学实验比地球上好多了。
第四，月球有丰富的资源。
月球上蕴藏着极其丰富的铀矿、钍矿、稀土矿、钛矿、铁矿、磷矿等。例如，中国是全世界最多稀土矿的国家，内蒙古白云鄂博有很多稀土，而月亮上的稀土相当于好几万个白云鄂博矿，几乎是取之不尽、用之不竭。月球的矿产资源极其丰富，但其开采和开发利用的经济成本太高，目前还没有开发利用的条件。
基于上述几点，月球吸引了很多国家去探测。联合国规定，不能在月球上殖民，但月球的资源能源开发和利用，谁先利用、谁先获益。以前，我们去不了月球，月球的很多问题，我们没有资格参加。现在不同了，我们能够参加了，中国有话语权，而且中国要维护自己合法的月球权益。所以，很重要的一点，是我们一定要有到达月球的能力，中国人也可以拥有和实现自己的“探月梦”。
北京飞控中心大屏幕上拍摄的“嫦娥三号”着陆器、巡视器成功分离的画面(2013年12月15日摄)
国的“探月梦”进展如何？
对于月球探测，我们准备了大约35年，此后又论证了大约10年。
“嫦娥一号”是中国人第一次离开地球。俄罗斯一位航天之父曾说，地球是人类的摇篮，人类终将长大，离开自己的摇篮，慢慢扩展到整个太阳系。“嫦娥一号”是中国人第一次尝试冲出地球摇篮。
“嫦娥一号”主要是对月球开展全球性与综合性的探测，我们的工程目标是要发射一个绕月探测的卫星，把整个月球探测航天体系建设起来，并通过实践培养一支优秀的月球探测科技队伍。“嫦娥一号”是2007年发射的，它规规矩矩地按照设计的轨道走，走了13天14个小时19分钟，走了206万千米行程到达月亮。通过“嫦娥一号”，我们提供了当时全世界最好的一张全月球影像图和三维立体高程图；获取了全月球的主要元素与放射性元素、主要矿物和各种岩石类型分布图，以及近月空间环境特征与变化的海量数据；用微波辐射计来探测全月球的亮度温度以及土壤层的分布与厚度，换算氦-3资源的分布与资源量。氦-3的有关数据在全世界是中国第一次探测出来的，大概有130万吨。“嫦娥一号”圆满完成了全部科学探测任务，最后按计划撞在月球上。
“嫦娥二号”有很多技术上的改进和科学上的提高。
第一，直奔月球四天半，最后到达月球。第二，降低高度，飞离月面100千米高，为“嫦娥三号”着陆区做精细探测，分辨率要达到一米。“嫦娥二号”提供了全月球7米分辨率的影像图、地形图和高程立体模型图。“嫦娥二号”还飞到了日—地的拉格朗日L2点，对准太阳，监测太阳的爆发与活动，一共工作了235天，积累了大量科学数据。“嫦娥二号”还与正向地球飞来的“战神号”小行星交汇探测，获取小行星的形貌、大小、表面特征与运行轨道等参数与图像，实现了人类首次探明“战神号”小行星。当前，“嫦娥二号”成为一颗绕着太阳飞行的人造小天体，距离地球3亿千米，而且越飞越远了。2029年它可能要拐回来，飞到地球的附近。
“嫦娥三号”主要是着陆器与“玉兔号”月球车软着陆在月面指定的位置开展联合探测。着陆器落下去以后就不能动了，开展就位探测；月球车要从着陆器上走下来，在月面行走开展巡视探测。着陆器与月球车开展联合探测，在世界上是第一次。习近平总书记讲，我们把“玉兔号”的足迹刻在了月球上，也把中华民族非凡的创造力刻在了人类文明发展的光辉史册上。“嫦娥三号”的着陆器上设置了四台科学仪器，特别是近紫外天文望远镜，这是人类第一次在月面进行天文观测，发现了许多新的天文观测成果等。月球车上安装了四台科学仪器，特别是月球车底部的雷达探测器，首次获得了月球车行进路线底部土壤层的结构。我们向国际天文学会申报将“嫦娥三号”着陆区命名为“广寒宫”并得到了批准，现在月亮上有了一座得到世界公认的“广寒宫”。
根据《2016中国的航天》白皮书，2017年年底，发射“嫦娥五号”月球探测器，实现区域软着陆及采样返回，全面实现月球探测工程“三步走”战略目标。2018年前后，发射“嫦娥四号”月球探测器，实现人类探测器在月球背面首次软着陆，开展原位和巡视探测，以及地月L2点中继通信。中国的探月工程也将进一步深入发展。
“嫦娥一号”的升空开启了中国人走向深空、探索宇宙奥秘的时代，也标志着我国进入了深空探测的国家行列。当代的深空探测是指太阳系探测。未来，我们还将要走出“人类的摇篮——地球”的大门，去访问我们的“邻居”火星、金星；还要飞得更远，探测太阳系最大的行星木星，等等。
此外，有两件事情威胁地球，威胁人类的安全：
一是小行星。除了小行星带内大量的小行星外，在地球的近地空间分布着密密麻麻的近地小行星，它们的大小和轨道各异，不时要撞一下地球。小行星撞击地球，是诱发地球生物物种灭绝的最大杀手。
二是太阳爆发，这也对地球也产生了严重威胁。因此，我们要探测小行星、探求规避小行星撞击地球潜在威胁的方案。我们还要探测地外的资源、能源的开发利用前景，来支持人类社会的持续发展。
此前，中国科学家对降落在摩洛哥沙漠中的一块火星陨石进行了精细研究，确证陨石中的微细碳颗粒来自有机的生命物质，表明火星可能曾经繁衍过生命。这引起了科技界的轰动。隔了半个月以后，美国宣布“好奇号”火星车在火星岩石中也找到了同样的结果。所以，现在大家都确信，火星以前可能繁衍过生命，但是环境恶劣，生命没有办法得以持续。由此也引发了一个新的联想：火星是最像地球的，是不是可以改造火星，再造一个地球呢？
总之，中国应该飞得更远，也有能力飞得更远。我们要为中华民族的伟大复兴作出新贡献，也要为人类社会的持续发展作出更大的贡献。
文 / 欧阳自远
