在近40年的时间里，当我们在太阳系的其他地方寻找时，离我们最近的宇宙邻居月球被独自留下。2013年，中国的“嫦娥三号”着陆器在月球表面着陆，这种情况发生了改变。从那以后，人们对月球的兴趣大增。美国国家航空航天局、中国，甚至是一些私营企业都在竞相重返太空，计划实施数十项机器人和载人任务。在未来的十年里，月球表面将变得更加拥挤，但这一次，我们将留下来。
“我们知道月球有潜在的资源，将对空间探索有用，”说伊恩·克劳福德他是伦敦大学伯克贝克分校的行星科学教授。“尤其是被困在两极陨石坑阴影中的水冰。”
与地球不同的是，月球的轴线并没有以很大的角度倾斜，所以当你在月球赤道时，太阳总是在你的头顶上。然而，如果你在月球的两极，太阳总是在地平线上，在周围的环形山上产生长而永久的阴影。这些陨石坑隐藏了数十亿年，温度很低，水冰能够在其中生存，这引起了所有人的兴趣。
Crawford说:“对于太空探索来说，水是一种非常有用的物质，当然对于人类的探索来说也是如此。”“它是生命的必要条件，但也可以分解成氧和氢。结合起来，它们是有用的火箭推进剂。”
尽管行星地质学家多年来一直看到月球上存在冰的迹象，但在美国国家航空航天局(NASA)的月球矿物绘图仪(Moon Mineralogy Mapper)对印度月球轨道器月船1号(Chandrayaan-1)进行详细分析后，2018年才首次明确证明月球上存在水。
虽然我们在地球上有足够的水，但水很重——每立方米重1000公斤。将它发射到太空需要巨大的能量。相反，如果我们能找到一种超越地球引力的方法来收集水，就能在月球和其他地方开展更大、更雄心勃勃的项目。
克劳福德说:“如果我们要从事人类太空探索计划，月球显然是一个起点。”
虽然两极都有水，但水最集中在南方。一个被称为南极-艾特肯盆地的地区是月球上最大的陨石坑，那里有几处巨大的冰沉积物。然而，目前还不清楚冰的形式。
克劳福德表示:“我们仍处于初步勘探阶段。“我们不知道我们是应该到处调查大块的冰，还是只是混入月球土壤的微米大小的冰粒。”
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美国宇航局计划在2023年将挥发物极地探索漫游者(VIPER)送到艾特肯盆地。一旦到达那里，它将开进其中一个陨石坑的阴影，调查表面的冰，并用它的钻头，在陨石坑下面两米深的地方。
科学家们对水也特别感兴趣。由于它在数百万年，有时甚至数十亿年的时间里没有受到干扰，它为行星地质学家提供了一扇了解过去的窗户。
克劳福德说:“月球非常古老，在地质上也不活跃，这意味着它有点像一个岩石行星进化的博物馆——(它的岩石)保存着它形成后不久最早进化的记录。”冰可以作为一个档案，详细说明水是如何被彗星和小行星带到月球的。因为它们也会把水带到我们的星球，这样的理解将告诉我们更多关于地球的历史，就像它告诉我们关于月球的历史一样。
虽然许多任务都想沿着水探索极地地区，但这并非没有挑战。到目前为止，大多数月球任务都是在阳光充足的赤道附近着陆，那里的太阳能电池板可以很容易地提供电力。当你要去一个永远处于黑暗中的地方时，这就更难了。
一些早期的任务，如VIPER，将使用可充电电池在暗处进行短暂逗留，但长期任务将需要更多的思考。如果未来的宇航员计划开采月球上的冰，他们将需要一个永久性的基地，这将需要一个非常具体的位置来实现繁荣。
“最好的地方,如果你能找到它在月球上,将被永久遮挡区域用水,峰值附近持续的光会保持阳光几乎所有太阳能电池板发电,和一个山洞住所,”约翰·桑顿说宇宙机器人从公司运输合同由NASA毒蛇月亮。“洞穴提供了一个很好的地下热环境。如果我们能找到那个地点，毫无疑问那里将会是人类定居点。”
一旦找到了一个地点，就变成了建立基地的情况。最初，这可能是通过从地球上运输的结构来完成的，尽管运载火箭的重量和尺寸限制将限制可以发送的东西，所以在原地建造一个基地要好得多。幸运的是，月球上到处都有建筑材料。有几个项目正在研究收集风化层(微陨石粉碎月球岩石形成的细尘层)，并将其用于3D打印结构。
从长远来看，从月球岩石中提取铁和钛是有可能的。我们需要建造一座精炼厂来加工这些金属，但如果能在地球引力之外获得这些金属，我们就可以建造更大的建筑和宇宙飞船。1994年1月发射的“克莱门汀”号宇宙飞船在月海(古代熔岩流形成的黑暗区域)附近检测到最高水平的金属。另外，大多数矿石都是氧化物，所以它们会产生氧气作为副产品。
但并不是所有潜在的月球资源都那么容易开采。据估计，在月球表面有10亿吨氦-3，这是一种潜在的燃料来源，但提取它需要一个巨大的工业综合体，每秒钟开采数百吨的风化层——即使在最雄心勃勃的情况下，这一前景也距离实现还有几百年的时间。
然而，这种雄心勃勃的计划不能单独实施。目前有两个超级大国正在努力将人类送上月球:美国和中国。尽管美国法律禁止两国合作，但他们都在寻求其他国家的帮助，以实现自己的目标。
克劳福德说:“月球探索可以成为国际合作的一个巨大焦点，我认为这是非常可取的，特别是在当今的国际气候下。”
尽管中国在2003年才将首位“宇航员”送入太空，但中国的太空计划正在取得巨大进展。中国的嫦娥系列机器人探月任务取得了巨大成功，2019年首次在月球背面着陆(嫦娥4号)，并计划用嫦娥6号(定于2023年发射)从月球南极带回首批样本。
嫦娥四号任务携带了来自荷兰、瑞典和德国的仪器，而欧洲宇航员已经与中国同行进行了几次训练演习。尽管中国人对他们的具体计划守口如瓶，但他们已经明确表示，这些任务是登月任务的前兆。
有了几十年的经验，美国的努力就成熟了一些。他们目前的计划是以“门户”为中心，这是一个绕月运行的月球站。该空间站将作为前往月球表面，可能还有火星和其他地方的任务的中转站。
日本、加拿大和欧洲的太空机构都签署了援助协议，同意建造部分空间站，承诺有一天将自己的宇航员送上月球。“门户”的第一部分将于2023年飞行，并于2026年开始运营。与此同时，美国国家航空航天局(NASA)已经在计划阿尔特弥斯(Artemis)任务，该任务将在2024年之前将首位女性送上月球表面。
这些雄心也有助于培育一个在过去十年蓬勃发展的太空探索分支:私营企业。为了鼓励太空部门的发展，NASA设立了商业月球有效载荷服务计划，要求公司将航天局的科学仪器运送到月球。
桑顿说:“美国宇航局计划在未来8到10年里每年至少购买两次月球任务。”“这是向月球常规运输商业化迈出的第一步。”
除了对NASA来说更便宜，它也为那些预算少得多的人创造了机会。2021年底，Astrobotic将搭载十多台NASA仪器将其游隼着陆器送往月球，但它也有空间运送其他项目，每公斤的成本为120万美元(约85万英镑)。这听起来可能很多，但从太空飞行的角度来看，这是很划算的。
桑顿说:“我们有大量的客户，即使只是在我们的第一个任务中。”他已经看到大学、公司甚至个人报名搭顺风车。“我们有一个来自英国的有效载荷，它实际上是一个有趣的小型步行漫游者，将在月球表面行走。”
除了Astrobotic，还有许多其他公司都在准备前往月球表面。虽然目前还没有一架飞机成功着陆，但等待搭顺风车的乘客并不少。月球表面将变得比以往任何时候都繁忙。
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作者
埃兹·皮尔森(Ezzy Pearson)是BBC《天空之夜》杂志的新闻编辑。她的第一本关于行星机器人着陆器历史的书现在由历史出版社出版。
