月球是距离地球最近的天体，是人类开展深空探测的首选目标。月球是研究地球、地-月系和太阳系的起源与演化的重要对象，具有可供人类开发和利用的各种独特资源，也是人类向外层空间发展的理想基地和前哨站。月球同时是研究空间天文学、空间物理学、月球科学、地球与行星科学和材料科学的理想研究场所。

    自古以来，人类对月球有着无限的神往。人类认识月球，经历了从原始崇拜的流传神话开始，后来进行天文观测，发射航天器进行探测，乃至人类登上月球进行实地考察等过程。综观人类对月球的探测活动，可以划分为“探”、“登”、“驻（住）”三个阶段：“探”指对月球情况进行近距离或有接触的无人探测；“登”是指人登上月球，与月球直接接触，进行有人直接操作的探测；“驻（住）”分两个层次，一是驻，即人携带设备登陆月球后很快返回，设备仪器驻留在月球上开展探测活动。二是住，即人在月球上长期居住和工作。到目前为止，人类对月球的探测基本上大都停留在第一个阶段“探”上，只有美国实现了第二个阶段“登”。从目前美、俄、日等国发布的月球探测计划看，他们都瞄准在月球上建立有人或无人照料的月球基地，准备开始进行第三个阶段的探测。 

月球探测的发展历程 

从1959年1月2日苏联发射世界第一个无人探月器“月球”1开始，美苏等国竞相发射了许多各式各样的探月器。到1976年8月，美国和苏联分别发射了36个和47个无人探月器及9艘载人月球飞船。在无人探月器中，美国主要有“先驱者”系列、“徘徊者”系列、“月球轨道器”系列和“勘测者”系列；苏联主要有“月球”系列、“宇宙”系列和“探测器”系列。1976～1990年间，美苏再没有发射过探月器,探月活动进入休整期。20世纪90年代，美国、日本先后发射了“克莱门汀”、“勘月者”和“飞天”等月球探测器，取得了更丰富的探测结果。进入21世纪，月球探测再次引起世界各航天大国的关注，中国、印度、俄罗斯、英国、德国相继宣布自己的探月计划，欧空局发射的SMART-1月球探测器在技术和科学上都取得了巨大的成功，国际上掀起了新一轮的探月高潮。     

纵观近半个世纪以来开展的月球探测活动，可以总结为六种探测方式：

掠月探测

掠月探测是发射月球探测器从距月球几千公里到几百公里处飞跃，对月球表面进行摄像，但可拍摄的时间很短。1959年10月7日，苏联的月球－3在距离月球约6000公里处掠过月球，首次向地球传回了月球背面的图像。

撞击月球

撞击月球也称为硬着陆，即发射探测器直接撞击月球表面，并在坠落过程中对月近距离摄像。苏联的月球－2探测器于1959年9月首次实现月球硬着陆；美国的“徘徊者”系列探测器的主要目标是为了试验月球硬着陆，共发射了9颗，前6次都失败， 1964年徘徊者-7成功实现月球硬着陆，随后徘徊者8、徘徊者9也相继撞击月球表面，并发回了大量高分辨率的照片，为勘测者系列和阿波罗计划提供了大量有价值的数据。

落月探测

落月探测也称为软着陆，即发射月球软着陆器平稳降落在月球表面，利用携带的探测器在着陆区进行就位探测。一些软着陆器还携带月球表面巡视勘察器，即通常所说的“月球车”，在月球表面实现巡视勘查，获取更大区域月面的探测信息。从1963年到1966年，为了实现月球软着陆技术，苏联共发射了11枚探测器，历时3年时间，直到月球9才首次实现了软着陆；1970年，苏联发射了月球－17，它携带了世界上首台成功运行的无人月球车，在月球上工作了11个月，行程10.54公里，发回了22000多幅电视图像。

 绕月探测

绕月探测也称环月探测，即发射绕月飞行的探测器，在月球轨道上，通过各种遥测手段，对大部分月面进行探测。1966年，苏联的“月球－10”探测器首次实现环月飞行，1968年，美国的“阿波罗-8”首次实现了载人环月飞行。

 自动采样并返回

自动采样并返回，是利用探测器在月球上软着陆，自动采集月球岩石和土壤样品并返回地球，然后在地球实验室对样品进行精细的分析研究，为月球的成分组成分析提供更充分的依据。从1970年9月12日苏联的“月球-16”探测器首次成功采样返回，到1976年8月为止，苏联共有三艘无人月球飞船在月面上自动采用并返回。 

载人登月

载人登月即使用载人登月飞船在月表软着陆后，由宇航员现场考察、安装仪器、采集样品并送回地球，进行实验室分析；后期发射的载人登月飞船还携带月球车，主要用于扩大宇航员的活动范围和减少体力消耗。美国二十世纪六七十年代成功发射过6艘“阿波罗”载人登月飞船。宇航员们在月球上共停留近280个小时，带回月球岩石标本2415块，进行了包括月壤力学特性、月震、热流、月面测量、磁场和太阳风等多项实验和探测，获得了大量科学数据。

总的来讲，至今全球探月活动可大致分为以下３个阶段：

    （１）第一次探月高潮（1959～1976年）。在此期间美国和苏联共发射83个探月器，成功45个，成功率为55.5%。这一阶段的探月活动获得了极为丰富的信息，改变了过去基于地面观测所形成的许多传统认识，把人类的视野延伸到了宇宙深处，促进了一系列航天科技的新发展，带动了一系列技术创新与推广应用。

    （2）总结反思阶段（1976～1994年）。在此期间除日本发射“飞天”探测器外，基本没有进行探月活动，主要原因是美苏太空竞赛逐渐缓解；探月成本太高，引起很多人质疑，故要总结以往的经验与教训，研究新的探测思路和战略；已得到的探测资料需进行全面、充分的分析研究，以把月球研究提到更高的理性认识阶段。在第一阶段取得的探测成果和数据的基础上，开展大量的科学研究，并对其形成的技术成果进行消化和转化，进一步扩大了第一阶段探月的成果。 

    （3）重返月球阶段（1994年至今）。进入20世纪90年代，月球再次引起各航天大国和新兴航天国家的关注，出于大国在政治、经济、科技等领域竞争和发展的需要，具备一定航天基础的大国都认识到航天探测尤其是深空探测对综合国力增长的强大带动作用，纷纷制定和公布新的月球探测计划。

    目前，世界主要航天国家和机构正酝酿在近20～30年内联合建立永久性月球基地，开发和利用月球的资源、能源和特殊环境，为人类社会的可持续发展服务。未来的月球探测目标更明确，规模更宏大，参与国家更多，并将以国际合作方式为主。新的探月行动将会把科学探索和经济利益结合起来，以探测月球资源为主，为未来月球资源的开发利用打下基础。它包括研究月球矿产资源的分布与利用方案，开发月球特殊的空间环境资源，选定和建设月球基地等。

国际月球探测的计划与现状     

 1、美国 

美国在1994年恢复探月活动，发射了“克莱门汀”号月球探测器，虽然其主要任务是试验“星球大战”计划研制的仪器，但在科学上取得了丰富的成果。1998年1月6日，美国发射了“月球勘探者”月球探测器，这是美国“阿波罗”计划结束后发射的第一个月球探测器，开始了美国新一轮的月球探测计划。 

“月球勘探者”采用了一些低成本的飞行器设计，结构较简单。它提供了月面一些重点地区大量的基础性数据，所得数据要比“克莱门汀”探测器详细得多。这对于了解月球的起源及其整体构造是十分重要的。“月球勘探者”的初步勘测充分表明，月球两极存在大量零散的冰块，且北极藏冰量约为南极的两倍，总储量为60亿吨。这些冰块分别散布在月球北极近5万平方千米和南极近2万平方千米的范围之内。这一发现证实了这样的猜测：在过去几十亿年里，冰彗星和冰陨石撞击月球时，把冰留在了月球上。由于陨石坑底终年不见阳光，使得这些冰块未曾得以融化和蒸发。

“月球勘探者”

“月球勘探者”的研制符合美国更快、更好、更省的空间探索方针。它造价仅2000万美元，重300千克，研制周期3年，总费用6300万美元。它载有5种仪器，其中中子光谱仪用于探测氢，从而证实月面上是否有水，结果大获成功。这极大地激发了人类对重返月球的兴趣，因为水可用于满足未来载人登月的生活需要，可用于栽种农作物，还能分解出氢和氧，为空间探测器提供燃料，从而大大延长使用寿命。水的发现将使月球开发和行星探测变得更为容易。

      2004年1月14日，美国总统布什宣布了雄心勃勃的新太空计划。2005年9月19日，美国航空航天局局长迈克尔•格里芬在华盛顿公布了 “2018年重返月球计划”，提出最早在2018年使用新的载人探测器将人类再度送上月球。 

      重返月球计划各阶段的主要任务目标如下：

      2008年机器人轨道任务对月球进行精密制图；

      2009年机器人月面着陆，测试系统能力，为未来系统开发收集工程数据，探测月表资源、环境特点，获取科学研究成果，特别是关于早期太阳系的地理特征记录；

  然后计划演示机器人组网能力、可重复使用行星表面着陆和起飞系统，就位获取推进剂和资源提取技术等。这些任务将作为2015～2020年载人登月的基础，将测试机器人和人作为一个整体探测火星及其它太阳系天体的体系；

2018年实现载人重返月球。 

      2006年底，NASA公布了再次登月的九大天文学目标、重返月球的181件事以及美国探月任务的初步情况。NASA探月计划的总目标是建设月球基地，计划先期开展一系列机器人任务，随后于2020年前完成首次载人任务。整个载人月球飞行计划的初级阶段计划花费超过1000亿美元。 

月球勘察轨道器

      首次无人探测任务是“月球侦察轨道器”，计划于2008年10月发射升空。2006年12月8日，该轨道器已于2006年11月9日成功通过了关键设计评审，并进入项目的制造和集成阶段，目前正在戈达德航天飞行中心建造。轨道器将携带六个科学实验设备和一个技术演示器。任务目标旨在扩展月球地图和环境数据的覆盖范围及精确度，搜寻“水冰”和其他资源，并为未来机器人或人类探月任务选择着陆点。正在研发中的“猎户座”乘员探索飞行器将用于执行载人探月任务。

    NASA还计划在月球的南极或北极附近建造一个太阳能动力的月球基地。通过月球基地，NASA将开展广泛的科学研究并学习利用月球的自然资源生存，为探索火星做准备。

     除此之外，NASA还开展了一系列探月相关的配套研究。如试验一种可用于建造月球基地的可膨胀结构、进行月球太空舱发射技术的研究、研究月球成像技术、在水下进行太空医药学概念和月球漫步技术试验、保障宇航员未来登陆安全的研究以及研发可用于国际空间站、月球和火星的新宇航服等。

    2、欧洲 

   欧空局早在1994年就开始制定“欧月”2000计划，目的是在月球上进行基础设施建设，开发和利用月球资源。1998年3月6日，该局宣布将于2000年发射一颗微型月球卫星，主要任务是为2001年在月面着陆的登月舱绘制着陆区的精确地图。登月舱预定着陆点位于“月球勘探者”发现的月球南极水源分布区附近，有利于建立未来的探月科研站。该计划后来因资金不足下马。 

    2003年9月27日，欧洲的SMART-1月球探测器发射升空，并在绕地球进行了很长的螺旋式飞行后于2004年11月到达月球，2005年3月步入绕月工作轨道。按最初的计划，SMART-1要绕月球运行6个月，后来任务又被延长了一年。 

SMART-1有两项主要任务：一是试验太阳能电推进技术，二是对月球进行研究和测绘。整个飞行过程可分为4个阶段，即发射与早期入轨阶段、地球逃逸阶段、月球俘获阶段和月球观测阶段。它升空后将首先进入地球同步转移轨道，再利用自身的太阳能电推进装置极缓慢地提升轨道高度，用约15～17个月的时间逐步进入环月轨道。进入1000千米×10000千米的月球极轨道以后，SMART-1开始对月球进行探测，重点是月球南极的黑暗区域。它的任务之一是研究月球的构成、矿物质的精确成分以及水的存在与数量等悬而未决的科学问题，以帮助科学家认识地-月系统以及类地行星，并为人类在月球上长期居住提供重要信息。它还对一座称为“常明峰”的月球山进行近距离观测。这座山峰终年都有阳光照射，而它周围的月坑又终年不见阳光。观测的主要目的是看这些坑内有没有水冰。

    但是，SMART-1的首要任务不是探月，而是验证新技术。它是世界上第一个综合利用太阳能电推进系统和月球引力的空间探测器，此前欧洲还从未把太阳能电推进系统作为主推进系统使用。电推进试验将验证以微小推力推进方式实现深空探测的技术。这也是SMART-1与以往的深空探测器最大的不同点。试验成功后，今后将在更远距离的飞行中采用这种推进系统。电推进比通常采用的化学推进系统效率高10倍。

   2004年2月2日，欧洲空间局公布了自己的空间探测计划——“曙光（Aurora）计划”。“曙光计划”明确提出，首先将向火星发送机器人执行先期探险任务，然后让宇航员先登陆月球，并借助月球作为“跳板”，在2030年到2033年之间向火星进军。其时间表如下：

    2007年，完成返回船论证任务；

　　2009年，完成火星生物学研究，寻找火星上的生命迹象；

　　2011年，取回火星样品；

　　2014年，进行人类登陆火星的技术论证；

　　2018年，完成先驱性技术任务；

　　2024年，欧洲航天员登上月球；

　　2026年，自动探测器登陆火星；

　　2030年，为人登陆火星做前驱准备；

    2033年，实现人类登陆火星的梦想。

    2007年1月，欧空局在爱丁堡主办了欧洲太空长期探索主题讨论会。会上成员国一致认为目前最重要的是，制定并关注欧洲独立的太空探索计划，并了解如何使其与全球的航天计划相结合。同时也有专家建议，鉴于财力和人力有限，欧洲应在太空探索中发挥更多的自主性，集中力量探索火星，暂不参加美国倡议的月球探测计划。随后法国议会出台的一项报告指出，面对如此严峻的航天竞争，欧洲应该增加投入加强航天探索。

    而就在2007年1月和3月，英国和德国先后提出要甩开欧空局，各自单独进行探月，意大利也曾宣布将实施一项国家月球探测计划。英、德等国的这一决定，再次掀起轩然大波，但是否会影响欧空局的曙光计划，还有待于观察。