多年来,连续不断耗资庞大的空间探索计划导致美国航空航天局面临资金短缺、公众指责的窘境。然而,1994年国防部研制由航天局发射一枚试验型空间探测器“克莱门汀号”在距月球250英里空间近地轨道为期2个月的月面测绘中,发现月球南极一座陨石坑内可能存在冰湖从而使月球探索再度升温、高潮迭起。美国航空航天局已作出紧缩开支、调整空间探索计划规模和降低航天器造价的决定,并根据现行规划安排,于今年初成功地将一枚新一代小型月球资源探测器送入月球轨道,以期详细勘查月球资源状况。

造价低廉、性能优越的航天器

此次月球近地勘查无论投资规模、仪器装备和预期风险方面均较上次要小。美国航空航天局所属小型月球探测器已于年初发射升空入轨运作并开始登月,25年之后首次完全致力于月球资源及其内部构造研究的太空之旅。该探测器造价6300万美元,其中发射费用高达2600万美元。月球资源探测器是目前空间探索计划中耗资最省、仪器装备最精良的探测器之一——它完全符合现行NASA太空探索总体规划关于航天器研制的设计方案。

这枚直径4.5英尺航天器貌似经新时代艺术家之手精心塑造的一只大圆油桶。前部设有光谱仪电子学子系统,下端3支8英尺长悬臂顶端装备5架探测仪:伽马射线光谱仪、电子反射仪、磁强仪、阿尔法粒子光谱仪以及中子光谱仪。探测器外壁镶嵌小巧精致蓝宝石色太阳能电池板为仪器设备提供电力,尾部装有一架外观呈雪山锥形通讯天线与地面站保持联络。航天器内部虽未配备计算机系统,但可由地面发出指令导航运作。它还载有目前最先进不带供给燃料喷射泵的推进系统。

研制探测器的科学家称这架朴实航天器虽说造价低廉,但不失为辉煌设计的精品之作,探测结果将最终导致人类长期迁居月球。预计这枚航天器将不着陆定轨运行地面测绘,此行主要任务之一是探明含水冰层和月球内部维持生命各种气体含量等自然资源,以期将来人类迁居月球可资利用。1994年国防部研制的一枚试验型探测器“克莱门汀号”进行了绕月先期探索,当时获取证据显示月球南极某处岩层下可能潜在含水冰层。设在加利福尼亚州吉尔罗伊月球研究所,负责此次月球资源勘探计划,6名科学家工作小组领导人、行星天文学家及地球科学家艾伦 · 宾德评论说:“我们对测定月球自然资源颇感兴趣。正如我们所预期那样,它将有利于人类在不远的将来重返月球,建立一处月球基地并学会如何在异域星球生存。”

航天器航程安排及入轨运行

1969年7月20日至1972年最后一批阿波罗宇航员撤离月球,先后有12人荣登月球漫步行走,其中美国宇航员尼尔 · 阿姆斯特朗有幸成为第一位涉足月球的地球人。尽管大众传媒吹嘘人类早已前往过月球并进行过实地采样考察,但是在科学家眼中,月球在很大程度上仍然是一个未解的自然之谜。目前月球表面仅有1/4地区获得详细勘测,月球赤道带周边大部分地区以及月球演化和内部构造之类问题至今悬而未决。另一空间研究机构图森市亚利桑那大学月球与行星实验室主任迈克尔 · 德雷克如是说:“目前我们只不过仅对月球表面地貌形态有所认识而已。”

月球探测器依靠一台洛克希德 · 马丁公司雅典娜——2型运载火箭推进,该助推火箭由军事弹道导弹计划多年采用的零部件制造的。航天器升空后不久,运载火箭点火启动将航天器送入105小时抵达月球航程。此后旋转仪器舱再按地面站预设指令将载有探测仪的3支悬臂伸展到位。

航天器660磅发射重量中近半为携带的燃料。4天后航天器进入月球轨道,经过12小时初期轨道和3.5小时间歇轨道环飞后,最后发动机组按预设程序点火,将航天器调整到月球极地上空62英里118分钟运行周期的勘测轨道上。

航天器进入1年半定轨勘测

月球位于沿地球外围仅240,250英里轨道上运转。1959年开始对月球的近地观测拉开了空间探索时代的帷幕。当时前苏联月球探测飞船和美国“先锋4号”空间探测器率先打开通向月球的道路,随后美国“漫游者号”、“勘探者号”以及“月球轨道探测器”又先后3次光顾月球,此间“阿波罗”登月计划实施并将重约850磅月球岩样带回地球。此后为数不多的几枚航天器途经飞掠月球上空,利用其携带的科学探测仪在高空收集过有关资料。即便耗资_万美元装备先进探测仪的试验型航天器“克莱门汀号”也只在月球上空250英里轨道上作过短暂2个月的月面扫描测绘工作。

“月球勘探者号”航天器预定轨道较以往低得多,预计运行勘测期为1年至1年半时间,完成预定勘测任务后,航天器将坠落在凹凸不平月面上报废。此前考察期间,它将测定月球地质构造、月球引力和磁场分布以及验证“克莱门汀号”探测器显示十分诱人的可能性:月球南极长期掩埋地层下数英里、深陨石坑内潜在一座方圆38英里深达50米的冰冻浑浊大湖。科学家认为一俟证实太空中存在人类赖以生存的绿洲,将预示着大规模月球资源开发时代的到来。因为大面积水源不仅为未来月球开拓者提供饮用水,而且还可以利用水中氢和氧再造火箭燃料。

4年前“克莱门汀号”航天器研究人员发现月球南极某地与其它星球含水冰层一样反射雷达波。不过科学家认为这种推测还需要进一步证实,因为岩层中若富含金属及其它类型硫化物也会产生类似雷达反射波信号。科学家推断如果荒芜月球上存在水源,显然是由于数10亿年来彗星与月球碰撞将其产生的水蒸气溶入月球地层的缘故。

借助“阿波罗”登月计划采集的岩样以及多年搜集的资料进行分析,科学家已经逐渐探明月球起源的诸多线索,这些相关线索对地球演化同样具有深远影响。现行主流理论认为,月球是4.5亿年前地球与另一颗火星相若,天体碰撞崩溃熔岩冷却聚合的产物。亚利桑那大学月球与行星实验室主任迈克尔 · 德雷克确信,地球数百英里地核内始终充盈高温熔岩便可证实大碰撞理论。他评论说:“诸如地球生命起源之类的重大事件都源于这种推论。月球资源探测器此行将有助于我们了解是否这种大碰撞理论成立以及相关大碰撞理论造成地球一系列物种演化是否属实。”

[The Washinton Post 1998年1月12日]