下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
一提到月球，人们都有一种说不出来的亲切感。古今中外，以月亮为题材的诗词歌赋、神话故事，实在是太多太多了。唐代诗圣李白的名句：“床前明月光，疑是地上霜；举头望明月，低头思故乡”; 宋代大文豪苏东坡的《水调歌头》词：“……月有阴晴圆缺，人有悲欢离合，此事古难全……但愿人长久，千里共婵娟。”更有那“嫦娥奔月”的故事，从古到今，多少年来一直在我国民间广为流传，经久不衰。嫦娥奔月的故事当然不是真实的，但是故事表达了古人梦想飞到月亮上去看一看的美好愿望。
1957年苏联发射了人类第一颗人造卫星，宣布了宇宙航行时代的开始。当时，世界处于冷战时期，美国和苏联这两个超级大国时时事事都在竞争着。美苏都在角逐航天的霸主地位，月球探测方面的竞争首当其冲。
向月球发射探测器考察月球有两种方式，一是把探测器发射到月球附近绕月球运行进行探测；一是让探测器降落到月球表面进行考察。向月球发射探测器的技术比发射人造地球卫星要复杂一些。必须考虑地球、月球以及太阳的引力的影响。月球的直径是3474.8千米，大约是地球直径的3/11，月球的质量只有地球的1/81，而引力只有地球的1/6，所以人在月面上行走时，身体显得很轻松，体重60千克的人到了月球上只有10千克了，稍稍一使劲就能跳起来很高。月球距离地球38.4 万千米，在探测器离开地球奔向月球过程中，离地球31.8万千米以前主要受地球引力的影响，这之后则主要受月球引力的影响。探测器的飞行路线很复杂，稍有偏差就不能到达预定的轨道。在月球表面实行软着陆要选择合适的登陆地点，由于月球上没有大气，只能采用火箭发动机来进行制动，使探测器缓慢地降落在月球表面。
苏联最先开始对月球的空间探测。从20 世纪50 年代末期开始，苏联首先向月球发射探测器，经过3次失败之后，在1959年一年之内连续成功地发射了“月球”1号、2 号和3 号三颗探测器。“月球”1号的速度太大，不能被月球的引力俘获，在离月球还有5000 多千米时就脱离月球而去，成为太阳的卫星。“月球”2 号击中月球正面中央，即实现了在月面硬着陆，它虽然粉身碎骨，但却发回两条重要信息，那就是月球表面上没有强磁场，也没有强辐射。“月球”3号绕月进行探测，成绩最大，它绕到月球的背面，第一次拍到了月球背面的照片，使人类第一次看到月球背面的模样。后来，美国的“阿波罗”号拍摄了大量月球照片，图3-10的月球右半部是背面，可以看出环形山明显多于正面。
图3-10 “阿波罗”号拍摄的月球照片，右半边是月球背面
紧跟在前苏联之后，美国从1961年到1965年先后向月球发射9颗“徘徊者”探测器。但是前6次都没有成功，探测器变成了在太空中的流浪者。1964年第7颗“徘徊者”探测器携带了6台电视摄像机，成功地发回了4300多幅月球表面的图像，其中最清晰的几幅是在它很接近月球表面时拍摄的，连月球上小于1 米直径的月坑和25 厘米大小的岩石也看得很清楚。最后2颗“徘徊者”探测器也很成功，共发回12000幅清晰的月球表面照片。1965年苏联发射“探测器”3号拍摄到25万张月球表面照片，弥补了“月球”3 号没有拍摄过的部分月球表面，得到了一幅完整的月球背面地貌图。
月球背面的探测为什么如此重要？这是因为自古以来，无论是肉眼还是望远镜都没有看到过月球背面的模样。月球是地球的卫星，它在不停地围绕地球旋转，但它本身也在自转，恰好它的自转周期与公转周期相同，都是27天7小时多，这样一来，就得到了一个奇妙的结果：月球始终以同一半球对着地球，而月球的另一半球却永远背着地球。由于月球绕地球公转的轨道是一个椭圆，它的公转速度有时快些，有时慢些。因此月球并不是十分严格地以同一面朝向地球，在地球上大约可以看到59%的月球表面。月球背面的那41%的表面究竟怎么样，一直是人们关心的一个谜。
伽利略于1609年制成的世界上第一架天文望远镜瞄向天空的第一个目标就是月亮。这是一个比较容易看清楚它的表面情况的星球。月球表面最大的特点就是到处都布满了大大小小的环形山，可以说月面是环形山的世界。人们将一些科学家的名字赋予月面环形山。在月球的南极附近有一个叫贝利的环形山，直径有280 千米，这是月面上最大的环形山。靠近南极的克拉维环形山，直径240 千米，排第二。哥白尼环形山和柏拉图环形山都位于月球赤道附近很醒目的地方，虽然不算最大，也很著名。据统计，仅月球正面直径大于1千米的环形山，大约就有3万多个。如果连那些直径在1米左右的小环形山都算上的话，那么月面环形山的总数大概还要增加近千倍。有的环形山互相重叠在一起，有的大环形山中心低凹的地方还矗立着高高的山峰。有些环形山，还有向四面散射开去的一些明亮的光带，称做辐射纹。位于南半球的第谷环形山的辐射纹最引人注目，长长短短总共12条，最长的达1800千米，蔚为壮观（见图3-11）。1968年美国发射的“勘测者”7号月球探测器，曾经拍到了第谷环形山辐射纹的近距离照片。从照片上可以看出辐射纹上聚集着许多小环形山，这一串串的小环形山就像一串串的珠子。满月前后辐射纹特别明亮，不用望远镜就能看得很清楚，非常美丽。
月球表面为什么会有这么多环形山呢？现在比较流行的看法认为少数大环形山可能起源于火山爆发，而大多数小环形山是由外来的小天体撞击而成的，像小行星、彗星、流星等。由于月球表面没有大气层的保护，因此许多小的外来天体都会直接砸到月面上，给月面砸出了这么多大大小小的“伤疤”。为了能够证实这种分析是正确的，人们总希望能够亲眼看到月球被撞击的过程。1999年11月18日凌晨，当狮子座流星雨来临的时候，美国休斯敦大学的天文学家真的观测到了狮子座流星撞击月球背阴处的闪光现象。
图3-11 第谷环形山的辐射纹
通过望远镜，我们还能看到月面上有一些大平原，这就是我们平时不用望远镜也能看见的月面上的一片片暗黑区域。它们也都有各自的名字，像静海、云海、澄海、雨海、危海、丰富海、风暴洋等等。当年伽利略的望远镜太小了，他看不清楚月面上的黑影子究竟是什么，猜想它们可能是像地球上一样的海洋，于是就叫它们月海，这些月海的名字也就一直沿用下来。
除了环形山和平原之外，月面上也有高大的山脉。雨海旁边的亚平宁山脉，长达1000千米，是月面上最大的山脉。在月球南极附近还集中了一些高大的山峰，高达七八千米，最高峰甚至比地球上的最高峰珠穆朗玛峰还高。月球的直径只有地球的1/4 多一点，竟有如此高的山峰，真令人吃惊。
月球的背面与正面既有相同之处也有不同的地方。相同点在于正面和背面的环形山都很多，不同点是正面的低洼地很多，并且面积很大的低洼地也多，而背面的低洼地很少，绝大部分都是高地。月球背面的环形山也都以著名天文学家和科学家的名字命名，如居里夫人、多普勒、门捷列夫、加加林等等，有5 座环形山是以我国古代著名科学家的名字命名的，他们是战国时期的天文学家石申，东汉的天文学家张衡，南北朝的数学家、天文学家祖冲之，元代的科学家郭守敬，第五位则是前面提到的宇航飞行先驱万户。
月球周围没有大气层，这一点天文学家早就下了结论。登上月球的宇航员们进行了实地测量，得到的结果是月面的大气大约是地球海平面大气密度的万亿分之一，比实验室中制造的真空还稀薄，证明了天文学家的结论是完全正确的。
为什么月球没有大气呢？这是由于月球表面引力太小，气体都跑掉了。没有空气，也就不会有水分。因为水会变成水蒸气，然后逃脱月球的引力跑掉。月球上既没有空气又没有水，当然也就没有生命存在了。
大气具有调节温度的作用。月球上没有大气，因此月面上的昼夜温差大得令人害怕。白天，温度最高可达摄氏130 度，夜晚最低可降到摄氏零下180度。大气还具有散射阳光的作用。地球上的天空绚丽多彩，蔚蓝色的天空、彩霞、白云等等，这都是由于有大气层的缘故。而月球上没有大气，月球上的天空永远是黑暗的。太阳看起来比在地球上看更明亮更耀眼。
在月球上看地球，像我们在地球上看月亮一样，也有圆缺变化，但比我们在地球上看到的月亮更大更亮，也更美丽。由于没有大气干扰，在月球上看到的星星不仅比在地球上看到的星星多得多，而且所有的星星都那么稳定，从不闪烁。
从1959年到1975年苏联探月活动主要目的是要在月球建立自动科学站。1970年9月发射的“月球”16号用它携带的小勺挖取月球表面的岩石样本，自动送回地球。虽然只有区区的100 克，却是苏联第一次获得的月球物质。1970年11月发射的“月球”17号面目一新，它是一辆无人驾驶的月球车，可以在地球上操纵它在月面行走，在8 万平方米的区域进行了勘查，对200多处的土壤进行了测试。月球车上装备了一台X射线望远镜，用它进行了天文观测。“月球” 21 号探测器也带上了一辆月球车，在月球上行走的路程又多了很多。1976 年发射的“月球”24 号是这一系列探测的最后一个。很特别，它携带了一台掘土机，从月球表面下面1米深处挖掘了1千克岩石样本，顺利地带回到地球。
苏联首先发射人造卫星和首先将宇航员加加林送入太空，创造了两个世界第一。这对美国是一个极大的刺激。在加加林上天仅仅一个月以后，1961年5月25日，美国总统肯尼迪亲自出马，在议会发表了著名演说，郑重宣布“阿波罗登月计划”开始实施，他们立志要在10年内把人送到月球上去。为了“阿波罗登月计划”顺利进行，美国接连发射了7颗“勘测者”号探测器，为宇宙飞船寻找最合适的着陆地点和在月球软着陆的实验。与“勘测者”号探测器软着陆在月球表面进行考察的同时，又把“月球轨道环行器”1号~5号发射到围绕月球运行的轨道上，拍摄月球表面地形的详细照片。5 个“月球轨道环行器”在绕月球赤道的轨道上作低空运行，对40多个预选的着陆地点进行拍摄，获得1000多张照片。从中选出了10个最佳着陆地点。
“徘徊者”、“勘测者”和“月球轨道环行器”所获得的有关月球的大量信息，再加上1965~1966年“双子星座”载人飞船10次飞行获得的丰富经验，为美国“阿波罗登月计划”的实施铺平了道路。