开发月球的前奏曲_航天技术
在纪念人类首次登月 20 周年之际，人们又在兴致勃勃地讨论重返月球这一伟大创举，不过它的内涵要深刻与丰富得多。近年来，许多研究报告表明，月球作为人类扩展空间的第一个目的地并在它上面建立基地，是不无道理的，真可谓是最佳选择方案了，这正如上面已经论述过的，因为月球具有很大的潜力。人类对月球资源的开发利用，已产生越来越浓厚的兴趣，月球将成为人类开发空间的第一大目标。
尽管早期的月球探测，为人类实现载人登月进行实地考察奠定了基础，进而改变过去基于地面观测所形成的许多传统观念，而把人类视野伸展到宇宙的深处。然而，在阿波罗登月期间，仅有 24 名航天员飞向月球，其中只有一半即 12 名航天员真正登上月球，而且都是小心翼翼地身穿航天服在月球表面上活动几个小时，绝大部分时间是呆在登月舱中，而且只不过维持一两天，就赶快返回地球。人类在月球表面上停留的时间，累积起来还不到两星期，严格地讲，他们只不过是接触了月面上的几个地点而已。
恢复月球探测有许许多多的理由，但促进科学发展、推动科技进步、开发空间资源、发展空间产业几大任务已成为人们的共识。航天经济学家针对人们所提出的问题，对阿波罗计划的经济效果重新进行了评估。整个阿波罗计划耗资近 300 亿美元，可称得上是一项耗资巨大的载人航天计划。参加阿波罗登月工程的有上百个科研机构，2 万多家企业，制造的元器件多达几百万个，解决了几十万人的就业机会，导致了美国 60～
70  年代产生液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、电子计算机、药物及生物工程等一大批高度发达的工业群体。后来，阿波罗登月计划中取得的技术成果又向民间应用转移，带动了整个科技发展与工业繁荣，其二次开发应用的效益，远远超过阿波罗计划本身所带来的直接经济效益与社会效益。尽管当时美国国内对阿波罗登月计划有着不同的认识和结论，但是关键科学和各种边缘交叉学科的兴起与进步，进而转化为国家未来经济实力并确保了国家安全，这个结论是无可非议的。
为了建立永久性基地，选择合适的场地就显得非常重要了。这里需要考虑的因素之一是，月球是绕着自身轴旋转的，月球虽然有一面始终朝向地球，但每个月绕地球运行一周时它本身也在自转。因此，一颗绕月球极轨道运行的卫星，同月球表面的相对位置却在不断地发生变化，也就是说每隔 14 天卫星才能在月面上同一地点的上空飞过一次。如果采用轨道交会方式给月面上的基地供应物资，那么只能每隔 14 天才能进行一次。如果把基地设在月球赤道上，情况就大有改观，可完全不受这种限制，因这时的交会轨道在赤道平面内，每隔 2 小时左右就可交会一次。 如果有个基地是选在月球的背面，那么要与地球保持通信联系就需要有中继卫星，否则难以解决这一问题。另外，还有一种代替月球赤道基地的选择方案，这就是将基地建立在月球的两极地区，它同样是每隔 2 小时就可同轨道上的卫星交会一次，同时，还有一个很大的优点，那就是因月球的轴向倾斜度很小，只有 1.5 度，而地球的轴向倾斜比它大得多，达 23.5 度。在地球或月球的极地上看太阳，它总是处在靠近地平线或月平线的位置上，但从极地的上空看太阳，太阳似乎永远不会落下去，因此，这里有的地方终年处在阳光的照射之下。然而，在月球的极地上又存在有陨石坑及阴影地区，在那里却永远见不到阳光，所以这里的温度极低。据科学家们预测与分析，这里有可能聚积着冰和一些气体以及某些重要的物质资源。
事实上，至今人类还没能完全掌握月球上可利用的资源到底有多少。阿波罗计划的圆满完成虽然极大地扩展了人类的视野，但阿波罗飞船还仅局限在从月面的 6 个地点收集到的一些标本，没有能够到月面的深处去探测，亦未能进入月球的两极地区及其它边缘地区勘察。因此，建造未来永久性月球基地的最佳位置尚不能确定下来。
现在人们把重返月球的第一步，仍放在发射绕月轨道飞行卫星进行详细的地质勘测上。美国和俄罗斯都对发射月球极轨卫星发生兴趣，美国已拟定建造一系列重为 1 吨左右的小型轨道器，其中的一个被称为月球资源测绘者，另一个则被叫做月球测地巡逻者，用它们来探测月球的矿产、测绘地形、绘制月球表现图，并进行地质化学研究以及在月球的两极寻找水源。根据观测结果，再向月球发送机器人登陆器和月面漫游车，以便获取更多的资料。利用测绘和遥感技术，可以确定月面的特点，作为选取适合建立月球前哨站地址的依据。欧洲的科学家建议先利用装有先进遥感器的月球轨道探测器、着陆器，对月球进行无人探测，并已考虑在下个世纪初发射一个月面着陆器和一个月面巡游车。而日本则更热衷于对月球的探测，这体现在日本已集中了政府、商业、科研等机构的研究人员 2000 余人，成立了一个“月球基地和月球资源开发研究会”的专门机构，对月球探测提出如下的构思：无人登月的科学观测和探查；人类在月球上作短期逗留；实现常住目标；开始利用月球资源并定居；扩大资源利用和大量移民，达到生活和生命保障系统能自给自足等五个阶段的发展战略，最终实现利用月球资源向月球移民的目的。
日本为了不失去大好时机，尽可能地沿用较成熟的运载火箭技术、卫星技术，开展月球探测活动。1990 年 1 月 24 日 20 时 46 分，日本拉开了重返月球的帷幕，发射成功第 13 号科学卫星“飞天”，同年 3 月 19 日开始向月球接近，并从星上释放出一颗绕月球运行的小型月球轨道器，重 11 千克。经过多次变轨，该轨道器在距月球 7000～20000 千米的月球椭圆轨道上运行，利用月球重力变轨，以便掌握行星变轨技术。这次实验的效果是：首先利用自旋稳定控制方式，采用光学导航装置，通过拍摄目标天体及其背后的星体照片，了解探测自身方位与速度；从距月球 19000 千米处拍摄图象，已能判别月球表面的风暴与陨石坑。
日本还打算在 1997 年发射一颗月球? A 探测器，将通过测定月震和月球表面的热流率来获得研究月球起源及其进化的信息。月球? A 是由探测器本身和 3 个登月穿透器组成，重 520 千克，直径 2.2 米，高 2 米。 其上装有月震仪的穿透器，长约 70 厘米，直径为 15 厘米，重 13 千克，穿透器的电源使用高性能的超级锂电池，能持续观测 1 年左右，估计这期间能获得 1000 次以上的数据。
日本的月球? A 探测器拟用 M? 5 火箭发射至远地点为 40～50 万千米的中间轨道，利用月球引力和推力变轨，于 1998 年 2 月进入 200 千米的月球轨道，然后用双组元推进器将近月点高度调整至 45 千米，在这一高度释放 3 个穿透器，以每秒 250～300 米的速度冲向月球，估计穿透器会冲入月球表面 1～3 米的深度。随后探测器调整轨道，最终运行在 200 千米的圆轨道上。在用摄象机进行月面拍照的同时，探测器还负责中转穿透器发来的月震数据。随后日本还打算发射月球极轨道探测器，其上装载的探测仪器有月球测绘成象器、合成孔经雷达、
激光高度计、X射线和 n 射线光谱仪、辐射计和磁强计。通过一系列探测，人们将会对月球有新的认识。
美国在 1994 年 1 月 25 日，发射成功先进轻型克莱门汀 1 号月球探测器。探测器重 233 千克，直径 1.14 米，长 1.88 米。它对月球进行了迄今为止最为详尽的地貌测绘，并对其上的矿物构成和引力分布进行了分析，得到关于月球的最新探测数据。
科学家通过对克莱门汀 1 号探测器探测得到的数据及由成像敏感器拍摄的 150 多万张照片的分析，增加了对月球新的认识。与早先认为月球在 30 亿年间未有重大变化这一观点正好相反，根据数据与图片分析表明，在月球南极地区有一处盆地大约在 10 亿年前曾有过熔岩流动现象存在，这是月球上火山活动的特征。另外，还通过多光谱仪对月球进行探测，经多光谱分析表明了月球地壳的厚度及地表的硬度差别极大。还发现靠近月球南极有一处巨大的深陷凹地，与月球的自转轴线成很小的角度，在凹地边缘的阴影下，长期能躲避阳光的照射。在此环境下，即使液态水在月球上无法存在，但以冰的形式存在还是有可能的。
假如在月球上可以找到水的存在，哪怕它是冰冻状态也好，这样人类在月球上建立基地就会容易得多。因为水除了可以供给航天员生活外，还可提供火箭燃料氢。到那时，从月球返回地球，就不必依靠地球携带大量的燃料上去。况且月球的引力只是地球的 1/6，是最理想的天然发射场。
随着各种月球探测器飞向太空，重返月球前奏的号角越吹越响。它将激发起人们向月球基地进军的豪情。