加利福尼亞州莫菲特菲爾德——地球最近的鄰居月球，遠非空間科學和探索中一個“去過那裡，做過這件事”的世界。這是最近在美國宇航局艾姆斯研究中心舉行的美國宇航局“著陸任務月球科學研討會”上科學家和工程師們傳達的資訊。
1969年至1972年間，十幾名美國宇航員作為美國宇航局阿波羅計劃的一部分，前往那裡勘察荒涼、佈滿隕石坑的地形。但在這些短暫的突襲之後近半個世紀，人類尚未返回。現在，越來越多的航天國家準備訪問（或重新訪問）月球，其中包括歐洲國家、中國、俄羅斯、日本、印度，當然還有美國。
吸引他們返回的原因是，在太陽系的所有目的地中，月球不僅是最容易到達的，而且也是科學上最有趣的之一。據認為，月球是在地球與一顆火星大小的原行星碰撞後，從年輕的地球噴射出的碎片中形成的，它見證了我們世界以及太陽系近45億年的歷史。在其無空氣表面捕獲的撞擊坑和微量元素記錄了同樣塑造地球早期歷史的過程，但這些過程被我們自己星球的地質過程抹去了。正是因為它如此接近、如此惰性、如此死寂，月球可能是太陽系中回答地球如何以及為何變得如此活躍和充滿活力的最佳場所。
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艾姆斯會議上的月球科學家們提出了詳細的想法，關於利用月球作為地球觀測研究和天體物理觀測的平臺，以及作為新技術和國際合作的試驗場，以支援其他地方的探索。深陰影隕石坑中的水冰等揮發性物質可以轉化為氧氣和火箭燃料，也可能提供原始記錄，從而解開月球和地球歷史上其他隱藏的時代。
這需要一個集體
“科學界想要回去，並且想回到任何地方。等待四十五年太久了，”研討會的主要組織者格雷格·施密特說。他堅持認為，這次不是兩個敵對超級大國之間的冷戰式月球競賽。相反，現在“全世界都對月球感興趣”。
歐洲航天局（ESA）載人與機器人探索理事會的戰略官員詹姆斯·卡彭特說，中國的月球計劃特別雄心勃勃。卡彭特一直是歐洲和中國科學家之間討論的領導者，共同研究明年作為中國嫦娥五號月球任務的一部分，透過機器人返回地球的樣本。“在中國，他們一直在對樣品分析基礎設施進行大量投資，”卡彭特說。“他們可能擁有世界上最好的實驗室。我認為他們正在為自己的未來投資。”歐空局還在與俄羅斯合作，開展俄羅斯的 Luna 27 機器人著陸器專案，該著陸器計劃於 2022 年降落在月球南極地區。
這種國際月球參與是歐空局局長簡·韋爾納所描述的“月球村”的序曲。韋爾納說，這個願景是將不同航天國家的能力結合起來，建立一個國際月球基地。該專案將利用機器人和宇航員進行科學研究，同時也可能支援月球採礦或太空旅遊等商業活動。卡彭特說，韋爾納描述的月球村概念“是大多數國家廣泛認同的想法”。“我的期望是它會實現。”
月球門戶
儘管美國不是新興月球村專案的正式合作伙伴，但其獨立計劃可能是國際月球返回的關鍵踏腳石。繼特朗普政府關於派遣美國宇航局宇航員返回月球的新指令之後，該機構即將釋出的 2019 年預算提案很可能會詳細說明它計劃如何實現這一目標。擺在桌面上的一個想法是深空門戶（DSG），這是一個為宇航員設計的月球軌道迷你空間站，可以支援月球表面和其他深空目的地的任務。
“如果部署了，DSG 可以為人類輔助的月球背面樣本返回任務提供一個軌道基地，月球背面是月球一個完全未探索的區域，”月球和行星研究所的高階研究員大衛·克林說。克林指出，無論有沒有 DSG，一個由歐空局、加拿大航天局和日本宇宙航空研究開發機構組成的跨機構工作組正在研究在月球上執行多個機器人著陸器和漫遊車的工程要求，以及融合人類和機器人探索的最佳方法。
克林和他的同事們已經確定了月球上優先考慮的科學和探索地點。其中包括薛定諤盆地，這是一個相對年輕的隕石坑，位於更大的南極-艾特肯盆地內，該盆地被認為是月球最古老的撞擊坑。克林說，參觀薛定諤可以使科學家從一個地點獲取和研究相對年輕和非常古老的月球物質。
五年計劃
在人類輔助的樣本返回場景中，克林說，DSG 上的宇航員將遠端操控漫遊車，並與地球上的任務控制員分享其科學功能。在這種型別的冒險中，機器人上升飛行器將把收集到的月球表面樣本運送到門戶。然後，宇航員將把樣本轉移到美國宇航局正在開發的獵戶座飛船上，並將這些收藏品帶回地球進行詳細研究。
克林還指出了另一個任務場景，該場景詳細說明了從 2028 年開始的為期五年的五次人類登月活動——該計劃由國際空間探索協調小組（ISECG）的成員制定。擬議的地點包括：馬拉珀特山、南極/沙克爾頓隕石坑、薛定諤盆地、安東尼亞第隕石坑和南極-艾特肯盆地的中心。克林說，DSG 可以支援這項事業；他的小組已經在為宇航員在五個著陸點的每個地點設計遊覽路線，以及漫遊車在它們之間行駛的導航路徑。
克林說：“美國必須重新發展深空探索能力。”“我們應該努力實現一個持續的探索計劃，在這個計劃中，我們超越目前的能力——近地軌道，以及歷史性的、短期的深空能力——阿波羅。”
門戶——還是繞道？
但並非每個人都像現在設想的那樣對 DSG 持樂觀態度。“你可以把口紅塗在一頭豬上，但它仍然是一頭豬，”聖母大學的月球科學家、最近美國宇航局月球會議的共同組織者克萊夫·尼爾說。他認為 DSG“需要重新制定”，如果按照目前的計劃實施，對人類太空探索幾乎沒有幫助。這些計劃要求這個環月前哨站每年只被人類佔據大約 30 天，尼爾說，這段時間太短，無法進行強有力的探索議程。他補充說，由於目前正在考慮的該設施的軌道，從 DSG 執行月球科學任務也可能是一個挑戰。已經提出了許多潛在的 DSG 軌道——甚至提出了該設施在不同任務中根據需要移動軌道的可能性。但是到目前為止，最理想的軌道往往會犧牲科學回報，以換取更簡單、更有效的“站點維護”。
尼爾說，可重複使用的月球著陸器（而不是 DSG）應該被認為是人類和機器人任務最重要的組成部分。“從門戶獲得的科學將少於從表面獲得的科學。如果門戶可以用作加油站，那麼它可能有助於建立環月基礎設施，從而刺激私人企業，”他說。“如果不是，我認為我們錯失了一個機會。”
尼爾認為，美國宇航局需要領導人類探索月球，否則中國將會領導，其他航天機構也會跟隨。“這是美國再次領導世界走向月球及更遠地方的機會，”他說。“如果我們這次沒有抓住機會，我們就會被拋在後面，又會錯失一個機會。”