編者按：1969年7月16日，宇航員尼爾·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）、巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）和邁克爾·柯林斯（Michael Collins）從位于美國佛羅里達州的NASA肯尼迪航天中心的39A發射臺起飛，踏上了月球之旅，同時也被載入史冊。四天后，阿姆斯特朗和奧爾德林將阿波羅11號登月艙“鷹”號降落在月球上的靜海，成為首次踏上月球表面的人類。

　　今年是阿波羅11號登月任務50周年，網易科技《知否》欄目組特別推出“你不知道的登月秘密”系列文章，一起回顧人類探月進程中那些鮮為人知卻值得紀念的瞬間。

　　今天推出系列文章第九篇《阿波羅11號登月秘密(九)：我們對月球的認知仍不完整》。

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　　作者 止水

　　出品 網易科技《知否》欄目組（公眾號：tech_163）

　　“春江潮水連海平，海上明月共潮生。滟滟隨波千萬里，何處春江無月明！”唐代詩人張若虛在江潮觀月寫下傳世名篇《春江花月夜》時，或許做夢也沒想到，后世之輩不僅能觀月賞月，還能讓“嫦娥”探月登月。

　　在1976年之后，美蘇登月競賽告一段落，人類“探月引擎”一度熄火。

　　在1990-2010，這20年的人類探月進程中，中國的“嫦娥探月工程”強勢崛起，令國人信心倍增的同時，也令世界為之側目。然而，“嫦娥”一次次成功“奔月”，也常常會讓我們忽略一點，“探月”舞臺上的選手，不單單只有中國。

　　在這第二輪探月大潮中，日本、美國、歐洲宇航局、印度等等這些新時期的“弄潮好手”，各自又都表現得如何呢？功過是非自有評判，我們且慢慢回溯諸方探月強國各自的歷史“高光時刻”。

　　2003年的歐洲：“我們對月球的認知仍不完整”

　　在2003年之前，先后已有五艘阿波羅載人飛船和三艘蘇聯無人飛船登陸月球，采集并帶回了一些月球巖石樣本，對于當時的人類來說，月球仍有許多未解之謎。

　　月球是如何形成的？沒人曉得。而月球的另一面，那個從未正對過地球的地方，以及月球的極地區域，對我們來說，仍是一片未被探索過的地方。

　　除此之外，雖然在上世紀90年代的時候，美國的兩個月球軌道探測器曾發現過一些比較間接的證據，但對于“月球上是否存在著水”的這個問題，還是無人能答。

　　“這可能會令人非常驚訝，但我們對月球的認知仍是非常不完整的，我們仍想知道地球-月球系統是如何形成和演化成如今的模樣，我們仍想知道諸如火山運動、地質構造、隕石坑形成以及太空風化侵蝕等地質變化過程，對月球塑形的影響。”

　　“還有一點，為了給未來更進一步的月球、星際探索項目做準備，我們還需要尋找適合開采的資源和合適的著陸點。”

　　2003年，在歐洲航天局（European Space Agency）負責SMART-1計劃的月球研究專家伯納德·佛英（Bernard Foing）這樣說道。

　　正是在這樣的背景下，繼前蘇聯、美國和日本之后，歐洲航天局于2003年在法屬圭亞那的歐洲航天局發射中心，借助阿麗亞娜5型運載火箭，成功發射了其首顆月球探測器SMART-1。

　　SMART-1是歐洲航天局“尖端技術研究小型任務”（Small Missions for Advanced Research in Technology）系列計劃中的第一項研究項目。歐洲航天局用“SMART”為探測器命名，主要是因為該探測器執行的任務雖很小，但使用的卻全部都是當時最為尖端的技術。

　　在能源利用方面，SMART-1使用氙氣燃料，幷采用太陽能離子發動機為其提供推進動力，太陽能離子發動機利用探測器自身太陽能帆板將太陽能轉化為電能，再通過電能電離惰性氣體原子，從尾部噴射出高速氙離子流，從而為探測器提供動力，因此從外表看上去，SMART-1噴出的是鬼火般的藍色光。

　　得益于離子推進發動機的使用，SMART-1從離開地球到最終到達觀測軌道，一共只消耗了75公斤的惰性氣體燃料氙，其燃料利用的效率比傳統化學燃料發動機高10倍。

　　然而，這種動力裝置也存在著一個很顯著的缺點，那就是它所產生的推力很小，僅僅相當于托起一張明信片，因此它只能為SMART-1提供0。2毫米/平方秒的超慢加速度。

　　這個重量僅為366公斤，體積只有1立方米的探測器，用它“小巧”的身軀內容納了大量高科技設備。

　　除了離子發動機之外，SMART-1還上裝備了高清晰度微型攝像機、紅外線及X射線分光計等當時最先進的探測設備，當SMART-1在在月球軌道上飛行的時候，這些設備拍攝并傳回了月球表面的2萬多張圖像，其清晰程度也遠超以往，X射線分光計也幫助科學家第一次獲得了月球表面包括鈣和鎂在內的一些化學元素的含量數據。

　　作為是歐洲人的驕傲，SMART-1實現了很多的世界第一，為歐洲乃至全世界的科學家提供了大量的新數據。

　　通過SMART-1長時間環繞月球極地軌道飛行時所記錄下的數據，歐洲航天局的科學家們繪制了月球表面的整體外貌圖，其中就包括人們過去缺乏了解的月球不可觀測面以及極地地區的概貌。

　　除此之外，通過SMART-1，科學界第一次發現了月球極地與赤道區域許多不同的地質構造，也讓人類第一次認識到在接近月球北極的地方，存在一個“日不落”區域，這個區域甚至在冬季都始終有陽光照耀。

　　除了常規的軌道飛行觀察和軟著陸觀測之外，隨著科學技術的進步，科學家們還找到了一種通過撞擊天體，觀察天體內部物質的新型研究方法，該方法能幫助他們探索該天體的成因和成分，成為了人類探索宇宙未知世界時比較好的選擇。

　　2006年9月2日夜晚至3日凌晨，SMART-1項目背后技術支持團隊——歐洲科學家、工程師和操作人員——一直守候在德國達姆施泰特歐洲航天控制中心，他們目睹了SMART-1在精準控制下撞擊月球的最后時刻。

　　當操作人員宣布“我們已經著陸”時，控制中心大廳內響起了一片掌聲。

　　根據歐洲航天局的說法，在SMART-1撞擊月球表面的過程中，其進入角度大約為1度，速度大約為每秒2公里。SMART-1的撞擊時間和地點事先都經細致計劃，為的是便于地面觀測者通過望遠鏡觀察撞擊過程。

　　而SMART-1這次撞擊意義也非常重大，它直接奏響了人類新一輪探月高潮的前奏。

　　新一輪探月熱潮的掀起將有三方面的意義：首先，有望進一步確認月球的起源。通過第一輪的探測，人類對月球的形成已經有了新的看法，當時的學界認為月球是46億年前，一個類似火星大小的天體與地球相撞濺射出的物質圍繞地球旋轉聚集而成的。然而，這還只是一個假說，需要經過人類的進一步探索來驗證。

　　其次，月球上有著豐富的資源，如氦山，這些正是人類所急需的，而新一輪探月有助于人類未來對這些資源的開采和利用。

　　第三，月球將會成為人類新的科學基地，其中包括設立月球天文臺，這是由于月球上有著地球表面所不具備的觀測條件，新一輪探月將幫助人類實現這些愿望。

　　當然，SMART-1之所以能重新喚起對人們探索月球奧秘的熱情，其中有一部分原因其實在于SMART-1計劃相對低廉的成本，它的造價只有1。1億歐元（約8。7億元人民幣）。

　　歐洲航天局科學項目主管戴維·索思伍德表示：“在歐洲航天局所執行過的所有項目里，SMART-1都代表著一個巨大的成功，無論是站在技術的角度，還是站在科學的角度去看，SMART-1都有著非常好的投資回報。”

　　“似乎從現在起，地球上的每個人都在籌劃著他的‘月球之旅了，我們從SMART-1技術研發和操控過程中獲取到了很多的經驗，這將有利于我們繼續開展后續的科學探索行動。而與此同時，SMART-1所收集的科學數據，也已幫助我們更新對月球以往的認識。”

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