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从20世纪60年代初开始，人类就尝试着征服月球。不到10年，这颗地球唯一的天然卫星就被人类登陆了，前后有24名宇航员进入过月球轨道，有12个人站上月球，有人甚至在月球上飙过车、打过高尔夫球，有3名美国宇航员在地面测试时葬身火海。
截至2021年9月，一共有7个国家和组织曾进行过68次月球探索相关的任务，其中有3个国家曾把月壤送回地球，有10次探月太空任务以失败而告终。
1972年后至本书出版之时，再也没有人光临过月球，而过去的60多年，正好写下了人类探月史的第一节。
对于地球而言，月球是唯一的，正因为它是绿色地球的唯一卫星，所以被称为高等智慧生命的地球人早早地就开始探索这个邻居了。
从1958年，苏联就开始着手探索月球，他们一共进行过23次探索月球的相关任务，其中6次失败，但有2次成功地把探测器送上了月球。还在1970年11月17日那一天，使全世界第一辆无人驾驶的“月球车1号”成功着陆月球，随后通过探测器完成了取回月球土壤的壮举。
中国的“嫦娥五号”探测器于2020年年底也成功“解锁”了这个技能。
与苏联相比，在探索月球这件事情上，美国算是后来居上。1961年5月，美国总统约翰·肯尼迪宣布要在1970年以前实现载人登月的壮举，当时这被认为是不可能完成的任务。谁知道在1969—1972年这3年多的时间里，美国居然实现了6次成功登月，把24名宇航员送入了月球轨道，其中12名宇航员登上了月球，另外还把3台有人驾驶的月球车（LRV）也送上了月球，而在阿波罗17号任务结束后的50年里，人类再也没有登过月。
图1.7 阿波罗登月使用的月球车 来源：NASA
【名词小百科： LRV全称Lunar Roving Vehicle，是在月球表面行驶并对月球进行考察和收集分析样品的专用车辆。 】
比起苏联和美国，中国航天的探月工程起步时间确实比较晚，但作为“嫦娥奔月”这个神话的出品国，中国从来没有停止过对月球的向往。
2004年，我国正式开展月球探测工程，在经过2007年的“嫦娥一号”、2010年的“嫦娥二号”的试验性探索后，“嫦娥三号”探测器终于携“玉兔一号”着陆巡视器于2013年12月正式登陆月球，开展了一系列的勘测任务。“玉兔一号”月球车行走了超过114米，最终工作了972天后，因故障结束了使命，完成了多项创举。
2019年1月，“嫦娥四号”任务带来的惊喜就更多了，不仅利用“鹊桥号”中继星完成了人类的首次月球背面软着陆，还第一次在月面实现了生物的培育和生长。着陆后的“嫦娥四号”里，有一个生物实验的载荷，里面携带了棉花、土豆、果蝇等多种植物种子和动物的卵，最终棉花长出了月球上的第一株植物嫩芽。跟着去的“玉兔二号”月球车也很争气，截止到2021年9月20日，它已行驶约800米。
2020年11月24日，海南文昌，在万众瞩目之下，8.2吨重的“嫦五妹妹”坐上了她800多吨重、57米高的座驾——长征五号遥五运载火箭奔向了月球。23天后，“嫦娥五号”的返回器准确地着陆在内蒙古四子王旗地区，完成了这个被称为“中国航天迄今最复杂、难度最大的任务之一”。
看到这儿，你是不是对中国的探月工程充满了好奇和敬意呢？别着急，“嫦娥六号”“嫦娥七号”“嫦娥八号”等探测器将在未来几年相继出发，为中俄共建的月球科研基地的建设做准备，将来会有更多的“嫦娥”和“玉兔”登上月球。
有一条“不觉得自己是条狗”的黑白色小猎犬，它永远记不住主人的名字，但却“萌化了”无数人的心，它就是全球最知名的一条狗——史努比。
很多人并不知道，史努比竟然是NASA的官方吉祥物！1967年1月27日，“阿波罗1号”任务在一次测试中发生大火，3名宇航员不幸遇难。惨案发生后，为了挽回形象，NASA急需一个吉祥物来缓和民众对航天业的负面看法，降低悲剧造成的不良影响。于是史努比这个形象被选中了，在以它为主角的系列漫画中，这条有着太空梦想的狗，在作者查尔斯·舒尔茨的笔下早已登上了月球。
后来，NASA将“阿波罗10号”飞船的指挥舱和登月舱分别命名为“查理·布朗”（史努比的主人）和“史努比”，同时让史努比作为飞船的吉祥物守护着飞行安全。在出发时，“阿波罗10号”指挥官托马斯·斯塔福德还特地在经过史努比公仔时摸了摸它的鼻子，想沾沾好运气。
图1.8 “阿波罗10号”指挥官托马斯·斯塔福德摸史努比的鼻子沾好运 来源：NASA
“阿波罗10号”在执行任务过程中遭遇了一些突发的情况，导致那个叫“史努比”的登月舱被永远地留在了太空，但任务却有惊无险地完成了。此后，有史努比在的任务都无一失败，宇航员也开始相信这条狗确实能带来幸运，NASA还特别设立了“银色史努比奖”，用来表彰为太空事业做出过杰出贡献的人。
很多体育迷肯定想过一个问题，如果能在月球上进行体育活动，哪种运动可能会最受欢迎？足球、橄榄球还是乒乓球？
其实，在月球上能够站稳就很不容易了，穿着80多公斤的航天服，在引力只有地球六分之一的月球上依然会很笨拙，刚刚说的这几项运动，难度有点大。不过，有人已经在月球上进行过人类的首次体育运动了。
那是在1971年2月6日，美国首位进入太空的宇航员艾伦·谢泼德正在执行“阿波罗14号”登月任务。
当时的谢泼德掏出了一个物品后，与休斯敦太空中心的对话被记录了下来：“休斯敦，我想你能认出我的手上拿的是什么，我的右手是一支6号铁杆，而左手有一个千百万美国人都认识的小白球。现在我要把它丢到地上了……不好意思……这航天服太硬了，我没法用两只手挥杆。”随后的时间里，他进行了几次被载入人类史册的高尔夫挥杆动作，并成功击飞了两颗高尔夫球。
图1.9 艾伦·谢泼德在月球上组装设备 来源：NASA/JSC
其实，为了这次在月球上打高尔夫球，艾伦·谢泼德可以说是“蓄谋已久”，他把高尔夫球杆和两颗高尔夫球藏在一只长筒袜里偷偷带到了月球上。虽然一直以来，NASA并不鼓励这种私带物品的行为，可是从另一个角度来说，这次的挥杆也不失为一次对于月球重力环境的直观实验。
直到现在，艾伦·谢泼德在月球上的挥杆瞬间仍被认为是人类在月球上活动的经典画面之一。
那两颗高尔夫球被留在了月球上，但那支球杆却被带了回来。3年后，艾伦·谢泼德把它捐给了美国高尔夫球协会（USGA），如今，这支杆和那只长筒袜都被收藏在美国高尔夫球协会博物馆。USGA原执行官大卫·费伊曾说过这样一句话：“如果有一天博物馆起火，或许我首先会想着要去挽救的就是这支太空球杆，它是一件证物——证明高尔夫是人类在月球上唯一进行过的体育项目。”
图1.10 收藏在美国高尔夫球协会博物馆的高尔夫球杆 来源：USGA
据艾伦·谢泼德自己回忆，第一次击中高尔夫球的那一杆并没打好，球落在了附近的坑里，但第二杆可就厉害了，把球打得足足飞出去了好几百米。事实证明，谢泼德在“吹牛”，因为那两颗球都被人找到了。谢泼德怎么也不会想到，USGA会在50多年后，委托一名名叫安迪·桑德斯的影像专家对“阿波罗14号”任务的原始视频进行了高分辨率的扫描。
根据图像分析结果，艾伦·谢泼德第一杆仅仅把球打出了22米左右，第二杆确实好一点，但也没有超过40米。虽然理论上在月球上真的能打很远，可现实结果却证明艾伦·谢泼德确实是在“吹牛”。
其实可以想象得到，一位并非高尔夫运动的专业人士，穿着如此笨重的舱外航天服，站立都很困难，却要单手挥杆，这样能把球打出去就已经算是圆了一个超级大的月球梦想了！作为人类的首次壮举，这位“美国进入太空的第一人”艾伦·谢泼德想吹吹牛还是能理解的。
图1.11 安迪·桑德斯分析高尔夫球被击飞的距离 来源：NASA
2019年9月7日，一个来自印度的名叫“月船2号”的探测器，在月球的南极尝试进行软着陆时与地球的控制中心失去联系。之后，各方面都在努力寻找这艘飞船的下落并试图恢复联系，72小时后，“月船2号”着陆器坠落的确切地点被找到了，但这个耗资约1.4亿美元的任务也彻底宣告失败。
“月船2号”探测器重达3850千克，相当于一头亚洲成年大象的体重。它包含轨道器、着陆器和月球车3个部分，同时还携带了十多个各类型的科学研究装置，造价都很昂贵。当然，如果它能成功的话，印度会成为继美国、俄罗斯和中国之后的，全球第四个探测器成功登月的国家。但这场意外事故，只是在月球上砸出了一个坑，并贡献了一堆新的“废铜烂铁”。
【名词小百科： 软着陆大多是指航天器利用减速、减震等装置，降低速度、缓和冲击的相对安全的着陆方式。 】
1959年9月12日，苏联的“月球2号”探测器发射升空，2天后，它撞击在月球表面的月海区域，成为人类“扔”到月球上的第一个物体。为什么说它是被“扔”的呢？因为这是人类首次操控探测器成功实施的主动撞月行动。
其实，在撞击的那一瞬间，它还不能被称为“垃圾”，因为在它的生死一刻，传回了很多重要的数据，而这些数据无疑可以帮助到后面的很多任务。
中国的“嫦娥一号”绕月卫星也曾在2009年用这种方式完成了撞月。在过去的60多年里，人类在月球上留下的物品总重量早已超过了200吨。从1969年7月到1972年12月的3年多时间里，先后有12名美国宇航员乘坐“阿波罗号”飞船登上过月球。
所以，最有分量、个头最大的肯定是美国在历次登月行动中先后留下的5个“土星5号”运载火箭的躯体，还有5个（或6个）登月舱的残骸，以及3辆人类驾驶过的月球漫游电动车等。
图1.12 “土星5号”运载火箭的S-IVB残骸 来源：NASA
当然，苏联的“贡献”也非常大，他们一共发射了24个月球探测器，其中“月球9号”于1966年2月3日在月球上实现了软着陆，成为首个成功登月的探测器，但6次失败的经历也让一些失事的探测器的“尸体”永远成了月球的一部分。欧洲航天局曾在2003年也发射了一个非常小巧的探测器，仅重367千克，体积大约1立方米。这个首次使用了太阳能离子推进器的探月卫星，在绕月2000多圈后，以7000千米/小时的速度完成了撞月，造价1.1亿欧元（约合7.81亿元人民币）的“智能1号”卫星就这样长眠在了“卓越湖”上。
中国的“嫦娥三号”“嫦娥四号”“嫦娥五号”的3个着陆器，以及“玉兔一号”月球车则是我国留在月球的“不动产”。而此刻，“玉兔二号”仍在月球上做着任务，终有一天，它也会变成“纪念品”。
那么，为什么美国6次12名宇航员成功登月，可月球上只有5个“土星5号”火箭残骸？
根据研究发现，“阿波罗11号”和“阿波罗12号”任务的火箭残骸均进入了太阳轨道。其中，“阿波罗12号”的火箭残骸在2002年作为小行星被发现，并给予了编号J002E3。而“阿波罗13号”至“阿波罗17号”的共5个火箭残骸，均被证实坠落在月面之上。2021年的一项研究表明，在“阿波罗11号”任务中，阿姆斯特朗和奥尔德林所用的登月舱可能并未坠毁，目前仍在绕月球轨道运行。
除了上面说的那些大块头，月球上也有一些你意想不到的奇怪物品。比如，“阿波罗15号”的宇航员曾在月球上留下的一个8.5厘米的铝质小人像，在它旁边的一块纪念牌上写着14位在太空探险事业中丧生者的姓名。
第10位在月球行走的美国宇航员查尔斯·杜克留下了一张合家欢照片。
图1.13 铝制小人像和纪念牌 来源：NASA
艾伦·谢泼德留下了两颗高尔夫球。
月球上还留着100张面值为2美元的纸钞，这是阿波罗登月行动中的宇航员们用来当作护身吉祥物而带上月球的，如果某一天有人能找到这些钞票的话，应该每一张都价值连城。
说得夸张一点，在未来，如果你有机会去月球旅游，甚至可以不带相机，因为那里已经有很多拍照和摄影设备了，像美国人留下的大量摄像机、三脚架、镜头刷，以及采用热保护设计的哈苏相机。
如此看来，被人类送上月球的物品计算下来，价值其实早已超过1000亿美元。不过要想找回它们却比“登天”还难，因为月球并没有你想得那么小，你也很难在上面行动自如。告诉你一个秘密，月球上还有12双宇航员穿过的靴子及96个排泄物的袋子。据NASA的科学家说，如果人类再次登月，更应该找回的是那96个排泄物的袋子，因为它们有助于专家了解一些简单生命体在宇宙环境中的传播方式，为人类在外星生存及生活提供研究样本，找到更多的可能性。
图1.14 被扔在月球上的垃圾袋 来源：NASA
1968年，乌龟和黄粉虫的幼虫乘坐苏联的“探测器5号”飞船来到月球附近，并在月球上空环行了一圈后，安全地回到了地球，这当然不能算是一次登月之旅。还有一种缓步动物，身长不足一毫米，号称能在-273℃（绝对零度）至150℃的极端条件下存活，它就是被称为“地球生存冠军”的水熊虫。你很快会想到，月球的表面温度刚好是-183℃至127℃左右，似乎水熊虫在月球存活的可能性非常高。
确实不止我们想到了，在2019年4月，以色列的一家机构真的发射了一颗“创世纪号”探测器奔向了月球，上面搭载了一些水熊虫。只可惜发生了意外情况，带着这群“虫虫特工队”的探测器在月表上坠毁了。
直到今天，仍有很多科学家认为那些水熊虫还活着，他们为什么这么肯定呢？因为水熊虫还有个绰号叫“苔藓猪”，它们在脱水数十年后还能复活，而这些水熊虫是经过脱水处于休眠状态，再被装入人造琥珀中的。
后来，英国的两位科学家进行了多次超高速的撞击实验，得出的结果是，水熊虫能承受的速度大约是900米/秒。而根据创世纪号坠毁之前传回的最后数据，它的垂直速度已达到了134.3米/秒，水平速度高达946.7米/秒，这显然已超过了实验中得到的水熊虫的承受极限，那些地表生存最强的动物大概率是凶多吉少了。
不过，由于超出的速度不是很多，某些水熊虫或许还有一丝存活的希望。
你小时候有没有干过这样一件事？就是拿着手电筒对着夜空照射，手电筒的光看上去能够照到很远的地方，于是你就开始思考，这些光能不能照到月球上去？相信这个问题已困扰你多年了，因为当时连大部分的大人也不知道该如何回答这个问题。
其实，大部分手电筒的灯泡都只是一个体格很小的白炽灯而已，这种小灯泡的后面放有一个凹面镜，这种通过凹面镜发出去的光束会随着距离的增加而不断地扩大范围，也就是说，光束会越来越分散。
而地球和月球之间的距离大约是38.4万千米，即使不存在大气层内灰尘和空气的阻挡，这些光束也早已在到达月球之前就消失了，根本不存在照到月球上的可能性。
人类在1969年就成功登月了，NASA也一直在致力于寻找并利用月球上已有的资源，但这仍然是一项极具挑战性且花费高昂的任务。
其中有这么一个很有意思的尝试，就是发射“月球手电筒”，使用激光来寻找月球上潜在的水冰资源。而“月球手电筒”其实是一颗小小的立方卫星，它的体积只有12×24×36（厘米），大概也就是一双儿童球鞋的鞋盒子般大小。“月球手电筒”的设计原理是利用红外线激光束迅速射入月球的陨石坑，然后在光束反射回来后收集它们，月球表面的土壤不会吸收红外线，但是水冰却能吸收。
因此，月球陨石坑的吸收量越大，隐藏在这些陨石坑里的水冰数量就会越多。一旦“月球手电筒”完成了绘制月球陨石坑中水冰分布图的任务，它就会接到指令，通过撞击月球南极来结束它的使命。
另外，水除了是生物生存所必需的要素外，也是生产火箭燃料的重要原料之一。如果今后所有的水都要从地球运往月球的话，成本会非常高，这将会大幅度地限制未来月球基地的建设和发展规模。
如果能直接从月球表面找到水冰资源，将极大地促进未来月球资源的开发效率。看上去荒芜的月球，其实到处都藏着宝贝。
图1.15 “月球手电筒”找水示意图 来源：NASA
2021年年初，“嫦娥五号”探测器在经历了23天的旅程后，一次性取得了约1.7千克的月球土壤回到地球。样品的分析结果表明，月壤中不含任何有机养分而且非常干燥，从种植业入手解决未来月球上的粮食问题似乎行不通。
可如果在月球上建立人类的科考基地，不就能吃到新鲜的食物吗？当然，如果气温合适、水源充足，耐旱型植物还是能在月壤上长出来的，只是生长情况不会很理想，估计样子也会比较难看。不过，植物生长最关键的两个因素是阳光和水，土壤的问题完全可以利用营养液来解决。
看来，素菜类的食物并不难解决，在太空舱内种植土豆应该没有太大的难度。《火星救援》这部电影已经描绘过在外星球如何种土豆的场景，月球其实也差不多，未来我们如果想吃土豆，可以建造一个现代化的无土栽培大棚。
而根据现在的研究，在外太空培育藻类也是一种非常棒的做法，科学家们早在2017年就发现藻类暴露在太空真空、极端温度、致命辐射及紫外线下仍然在国际空间站外部的太空中存活了16个月之久。不过，太空人还是需要一些高蛋白食物来补充营养的，除了压缩类的熟食，还有别的选择吗？
图1.6 科学家模拟月壤种植萝卜 来源：NASA
月球基地里能养殖动物吗？欧洲的科学家们似乎找到了一些答案，法国海洋开发研究院提出了在月球基地养殖鱼类的可能性，并着手设计一种合适的养殖舱，同时测试鱼卵是否能安全送达月球基地。他们认为，如果能在月球基地成功地养殖鱼类，将可以为研究人员和太空游客提供更丰富的蛋白质营养。
而且，养殖一些生物也非常有助于缓解科研人员的心理压力。开始，科研团队只是想送一些鸡蛋上太空，并不是鱼卵，人们普遍认为鸡蛋应该比鱼卵坚固，那么实际情况如何呢？
在第一阶段的实验中，通过火箭升空时的剧烈摇动的考验后，鸡蛋的表现确实很不错，有95%的鸡蛋顺利孵化，完全符合大家的预期。但鲈鱼的卵也有76%的孵化率，而那些没有经过摇动的鲈鱼卵则有82%的孵化率。从测试的两组数据来看，相差不大。鸡蛋的孵化率虽然很高，但鱼卵的数据也着实不低，加上团队成员们都觉得在太空养鱼显然比养鸡更可行。你不妨想象一下，在月球基地里，你是想看着一缸安静游泳的鱼，还是瞅着满地乱跑的鸡呢？没错，脑子里浮现出飘着鸡屎味的太空舱，科学家坚定地选择了去实现“太空养鱼”的想法。
欧洲航天局已决定资助“太空养鱼”计划了，希望能为规划中的“月球村”打造更宜居的环境。当然，由于月球的空气成分特殊，也不是每一种鱼都适合食用，因此研究团队必须挑选二氧化碳排放低、孵化快的鱼类。由于在太空环境的旅行中，生命体会暴露在高辐射下，因此需要具备抗带电粒子的能力。
经过筛选后，欧洲鲈鱼被选中用来做进一步的实验，同时它还可以忍受盐度变化幅度较大的条件，刚好适合淡水不足的月球环境。团队在进一步的分析后认为，比起陆地生物，水中的环境更加恶劣，时常遭遇强流、海浪，以及表面坚硬的石头的碰撞，而鱼卵的强韧性超乎了研究团队的想象。
专家指出，在月球上饲养鱼类不仅能为人类提供新鲜食材，从心理学角度来看，养殖生物有助于研究人员和居民放松心情，培养成就感，减少抑郁症出现的风险。
不少科学家认为，贝类或虾类等无脊椎动物应该会比鱼类更适合月球环境，也更好养殖，而且养殖空间也比鲈鱼这种脊椎动物要节省很多。
照这么来看，中国人最爱的、早已在地球上“称霸”的小龙虾，不仅生长速度快、适应能力强，而且因为它的杂食性特别好喂养，看来以后在月球上吃小龙虾也是很有可能的！