用另一種方式「賞月」。
作者 | 劉景豐 劉楊楠
編輯 | 宋家婷
1978年5月20日中午，美國副總統的專機降落在北京機場，幾分鐘後，一位身材高大的美國人從機艙內走出，他正是時任美國總統 Carter 的國家安全事務助理布熱津斯基。
布熱津斯基此行的目的只有一個：推動停滯不前的中美關係，促成中美建交。為表誠意，他給中國帶了一份特殊的禮物——1克重的月球岩石標本。
這1克月岩標本被裝在有機玻璃中，玻璃表面還做了一面放大鏡，使得裡面的月岩看上去如成人指甲一般大。
中國獲贈的月岩樣本
從事後的披露信息中可知，這1克月岩來自阿波羅17號取回的月岩。眾所周知，從1969年7月阿波羅11號首次將人類送上月球，到1972年阿波羅17號最後一次登月，美國在6次登月中總共獲得了381.7千克的月球土壤岩石。1973年，美國總統 Nico 森把阿波羅17號取回的一塊月岩的一部分敲碎成1克左右的小碎塊分送給135個國家。
儘管對當時的美國來說，這1克只有黃豆粒大小的月岩算不得珍寶，但對彼時尚無科技實力走近月球的中國來說已經彌足珍貴。中國將這1克月岩一分為二，把0.5克放在北京天文館用作展覽，另外0.5克用作科學研究。
布熱津斯基此行非常成功，7個月後的1979年1月中美正式建交。但或許令他沒想到的是，這1克月岩，不僅讓中國科學家獲得了寶貴的科研原始材料，同時也激發了中國的探月熱情。
實際上，自2000年確定探月工程後，在二十餘年裡，中國不僅成功完成了從「嫦娥一號」到「嫦娥五號」的發射，還實現了月背著陸以及月壤月岩採集，成為世界上第三個帶回月壤的國家，更是第一個成功實現月背軟著陸的國家。
這背後的成功，1克月岩也有一定的功勞——通過月球隕石、國際公開文獻、美國和蘇聯科學界公開的月岩月壤資料，中國科學家利用地球岩石配置了若干種模擬月壤，這為後來的探月工程試驗登月器、月球車小輪子、月壤種植以及在月壤上構建艙體等打下基礎。
如今，距人類第一次登月已經過去51年，全球各國對月球的探索熱情再次提升。這一次全球探月熱的背後有什麼推動因素？這一次探月會和51年前有何不同？如何更科學地認識、探索月球？或許我們在中秋賞月之餘，可以從另外一個維度認識這個陪伴地球40多億年的星球。
1.最昂貴的石頭
2018年11月29日，紐約蘇富比拍賣行一場盛大的拍賣會吸引了眾多頂級富豪和科學家的目光。
說出來很多人可能不信，這次要拍賣的東西是三粒暗黃色的石頭，其中兩粒大一點的岩石也只有2毫米見方，小的一粒只有1毫米見方，三塊石頭總質量只有0.2克。別看不起眼，但這三粒細小的石頭價格可不低，在拍賣前的估價竟然高達70萬到100萬美元。
被拍賣的三粒月岩
什麼石頭，有這麼大的魔力？
它更專業的名稱是「月球岩石樣本」。這三粒月岩即是由蘇聯「月球16號」無人月球探測器於1970年採集。最初由蘇聯政府贈給其早期火箭和衛星項目負責人謝爾蓋·科羅廖夫的遺孀尼娜·科羅廖娃。1993年該月岩在蘇富比首次向公眾出售，買家是一名美國人，成交價44.25萬美元。在當時看來，這已經是天價。
結果25年後，這幾粒小石頭的價格又翻了一倍。
無獨有偶。此前美國一塊在阿波羅11號任務中採集的月球 Dirt 樣本曾被一政府雇員盜走，當時不知情的政府將贓物以 995 美元的價格拍賣售出。此後，當人們意識到這塊月塵的巨大價值後，其拍賣估價一度高達200萬~400萬美元。
為什麼月球岩石的價格如此昂貴？
作為人類首次到過月球的鑑證，這些月岩本身的紀念意義就已是無價。但如果拋去人文的因素，實際上，從獲取月壤（岩）的成本上看，其資金耗費也已經讓人咋舌。
美國阿波羅計劃6次登月共帶回了近382千克月壤月岩，共耗資250億美元，合著帶回的每克月壤（岩）就耗費6.5萬美元（約42萬人民幣）。
相比之下，蘇聯的幾次探月共帶回321克月壤（岩），但其花在探月上的成本則高達45億美元，折算下來，每克月壤（岩）耗費1400萬美元。
這就難怪小小的一粒月岩能拍出如此的天價了。
除了作為人類登月的見證之外，月壤也有巨大的科研價值，並且讓人們重新認識了太空。
2.忘掉外星人吧！重新認識太空
許多美國科幻電影，都喜歡把外星人入侵地球作為地球災難的開始。電影中的外星人，要麼體格高大異常兇猛，要麼具有超能力可輕鬆殺死地球生物。今天看來，很少人會把這種情節當真，但在20世紀中葉之前，在文學作品的大肆描述下，很多人對此信以為真。實際上，人類第一次登月並從月球返回的過程中，就遭遇了巨大的擔憂。
這也難怪，此前人們對外太空生物幾乎一無所知，科學家們甚至一度擔心從外太空返回地面的太空人很可能帶回來肉眼看不見的生化威脅。
1969年7月24日，執行完阿波羅11號任務的太空人尼爾·阿姆斯特朗等三人順利返回地球，並受到英雄般的歡迎。但在歡呼聲中，三位太空人剛一落地便與外界隔絕，進入一個特殊的封閉檢疫室接受觀察。
好在經過數周的觀察後，三位太空人身體並無異樣。這之後人們才漸漸對外太空有了更準確的認知。
除了對太空人的擔憂，當時太空人從月球帶回來的月壤也讓許多科學家擔憂。為了驗證這些月壤是否對地球生物存在威脅，科學家們做了一些實驗。
他們首先將月壤樣品放入培養皿中進行培養，經過長期觀察，並沒有出現任何微生物——這說明，採集回來的月球土壤沒有外星生物的威脅。
但這些土壤沒有包含外星生物，並不等於不會對地球生物產生危害。這還需要實驗來驗證。
檢查月壤（月塵）對地球生物的安全性有許多方法，比如向鳥類和小白鼠體內注射含有月塵顆粒的溶液；將月塵倒入魚缸中驗證其對水生生物的影響；或者將月塵與食物混合在一起給昆蟲食用。
這些實驗下來，所有的動物都沒有因月塵而生病或死掉。這說明月壤對地球動物不會產生致命的危害。
接下來還要對植物進行測試。科學家將月球土壤樣品與普通土壤混合，並用這些混合的土壤種植西紅柿、菸草、捲心菜、洋蔥、蘆筍、玉米等作物，結果這些作物也都健康生長。
難道恰好是這一次取回的月壤不會對地球生物帶來危害？
於是，在接下來的阿波羅12號和阿波羅14號飛船歸來後，美國宇航局又選取了15種不同的生物進行了類似的實驗。最終證明了月面不同地區的土壤都不會對地球生物產生健康威脅。
這消除了千百年來人們心中的疑惑——月球上既沒有外星人，也沒有外星生物，而且月球的土壤也不會對地球生物產生危害。
實際上，不止月壤，就連整個月球在40多億年還是地球的一部分。
第一次月球之旅更重要的一個任務，是通過月球岩石來探測月球形成的原因，進而分析地球乃至太陽系的形成原因。
在此之前，人們對月球的形成有過諸多假說，比如月球和地球在同一個系統里吸積氣體和 Dirt 而成的「雙星吸積說」，由地球早期自轉過快而甩出的「分裂說」，還有地球引力捕獲衛星的「捕獲說」，以及由其他行星撞擊地球形成的「大撞擊說」。
但這些假說，都缺乏證據。而月岩的形成，是月球經受小天體隕石長久持續撞擊的結果。通過分析月岩，有望解開月球形成之謎。
在阿波羅登月過程中，美國科學家先後6次帶回的月球岩石樣品，都含有一種名為斜長石的物質，而斜長石主要由熔融岩漿形成，其構成了月球外殼大部分。這就證實了月球形成之初經歷過非常難猛烈的撞擊。
理由很簡單：斜長石的密度不大。大撞擊使月球表面形成岩漿海洋，當岩漿海洋冷卻時，這種礦物會出現在岩漿海洋表面，並形成地殼。
阿波羅計劃的意義重大。羅格斯大學的行星科學家朱利安·格羅斯（Juliane Gross）稱，在阿波羅計劃之前，「我們真的不知道月球是如何形成的」。
此外，這些月壤樣本，也加深了人們對太陽系的認識。通過檢測月球岩石與土壤的成分和結構後，研究者們得以估算月球的年齡，並運用這些信息來判斷太陽系中的其他天體年齡。比如，地球形成1.5億年後，受到一個火星大小的天體撞擊，產生了大量的碎塊聚合成了月球。
由此，整個太陽系的大事年表都和阿波羅任務收集到的樣品年齡掛鈎了。
但是，試圖只用幾百公斤月球岩石就想準確解釋月球的歷史，幾乎是不可能的。原因在於所有的阿波羅任務採集的都是在月球赤道附近的土壤和岩石。
如果能有更多地方的月岩樣本，無疑對月球成因的分析更加有說服力。
中國科學家接過了這一次的探月「接力棒」。2020年12月19日，「嫦娥五號」帶著從月球風暴洋呂姆克山採集回來的1731克月壤月岩成功返回地球。
為什麼選擇呂姆克山脈？這是因為，呂姆克山脈有月球上相對年輕的火山，其樣品有很大的研究意義。美國《科學》雜誌曾報導稱，此處可能在大約13億年前發生過火山噴發，晚於絕大多數月海玄武岩的噴發（距今39億年～31億年）。
「嫦娥五號」帶回的月岩樣本
此前，阿波羅計劃採集的月岩樣品年齡均不低於30億年，其樣品顯示，月球火山活動的高峰在35億年前左右，在30億年前火山活動便停止。
中國地質大學（武漢）行星科學研究所教授肖龍根據「撞擊坑統計定年法」估計，「嫦娥五號」採樣點處的火山活動發生在距今12億～20億年間，即分布有大量較為年輕的火山岩。「假如依據月球樣品能夠確認這一結果，就可以證明月球火山活動時間更長，科學家便需要重新思考月球演化的歷史。」肖龍稱。
中美月球取土地點對比
這代表著，「嫦娥五號」採集的月壤有望使人們對月球與行星演化、太陽和宇宙的形成有新的認知。
這些認知對未來探索太空有著許多實際的意義。例如，將來，如果人類想要開始在小行星上開採金屬和礦物，在我們到達該小行星之前就知道它的確切地質構成；此外，如果人類在太空建立基地，也可以根據行星的物質成分探測宜居星球。
3.風自東方起，新的「探月熱」
儘管「嫦娥四號」的月面著陸相比美蘇晚了五六十年，但論實現月背著陸，中國還是創造了世界的記錄。
2019年1月3日10時26分，「嫦娥四號」穩穩地落在月球背面南極艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內，成為人類首個在月球背面軟著陸的探測器。
在此之前，人類一直選擇在月球正面登陸，因為這種方式著陸難度相對更小。而月背始終背對地球，因此著陸難度更大。儘管如此，月背的價值卻更加誘人。
首先，月背地形更為崎嶇，幾乎全是環形山和古老的隕石坑，更接近月球最原始的情況，對月背的地形地貌、淺層結構和礦物成分探測，將為人類研究月球礦物質結構和太陽系起源提供更豐富的第一手資料；其次，由於月球自身的遮擋，月球背面有天然的「屏障」，沒有來自地球的一系列電磁輻射干擾，有著無與倫比乾淨的空間環境，適合開展各類天文觀測，可以充分彌補地面射電觀測存在的諸多空白；另外，登陸月球背面需要更強的科技實力，可以催生並推動一系列高新技術的快速發展。
「嫦娥四號」成功著陸月背，代表著中國已可以憑藉自己的能力抵達月球，加上之後的2020年12月「嫦娥五號」實現月壤（岩）採集，中國探月工程第一階段的「繞、落、回」就此圓滿完成，下一個目標直指載人登月。
值得一提的是，英國《自然》雜誌把「嫦娥四號」任務選為當年度科學界最具影響力的事件之一。不僅Space X創始人馬斯克第一時間留言稱「祝賀」，美國國家航空航天局（NASA）的局長也在社交媒體稱之為一項「令人印象深刻的成就」。
在廣受讚譽的同時，「嫦娥四號」的成功也大大刺激了其他國家的登月熱情。
在「嫦娥四號」著陸的6個月後，NASA公布「阿爾忒彌斯計劃」，提出2024年以前再度實現載人登月，並在月球表面建立長期生存基地。
實際上早在2017年，美國在川普任期內就曾宣布將重返月球。當時，川普政府要求NASA在2024年之前將一名男性太空人以及首位女性太空人送上月球表面。儘管川普為此進行了一番遊說，但NASA並沒有得到大約33億美元的全部扶持資金，但這兩年美國在登月計劃上的步伐已明顯加快。
2019年，NASA在總計210.19億美元的2020年度總統預算中，把約一半的費用用在將航天員送往月球及更遠深空的勘探活動上；2020年9月，其又公布了一項280億美元的計劃。
2017年12月11日，時任美國總統的川普（前）簽署「1號太空政策指令」
不過，看起來美國的「重返月球」計劃沒那麼容易實現。今年8月10日最新的消息顯示，NASA總監察辦公室（OIG）發布報告，因航天服開發預計出現延期，NASA將無法實現其2024年登月的目標。
除了美國之外，俄羅斯也加快了月球探索步伐。2018年3月，俄羅斯航天集團宣布，計劃兩年內發射「月球25號」探測器，重啟從前蘇聯時代算起已中止了40餘年的月球探測計劃。同年11月，俄羅斯能源火箭太空公司公布了俄羅斯月球基地計劃的建設路線圖，根據該計劃，俄羅斯太空人將在2030年後登上月球。2020年7月，俄羅斯航天局提出2021年開啟探月計劃，將在2027-2028年向月球發射載人航天飛船。
相比之下，歐洲對月球的關注點並不是登月，而是採礦。2019年年初，歐洲空間局（下稱「歐空局」）宣布將研究月球採礦技術，並計劃於2025年開始相關探測任務。2020年的「嫦娥五號」發射和返回階段，位於德國達姆施塔特的歐空局地面控制中心就曾協調其跟蹤站網絡與合作單位的地面站，通過接收遙測信號對「嫦娥五號」實施追蹤，並將相關數據傳遞給北京飛控中心。這次與「嫦娥五號」的合作，或許也為歐空局積累了挖礦經驗。
在前蘇聯、美國、中國三國成功實現太空飛行器月球軟著陸之後，以色列和印度也在2019年分別進行了「創世紀」和「月船2號」任務，但最後都以失敗告終。這代表著，登陸月球比想像中要難得多。
此外，2020年11月，阿拉伯聯合大公國也對外宣布，計劃發射一輛名為「拉希德」的小型月球車以研究月球。「拉希德」預計2024年登上月球，如果成功，它將成為由私人公司和太空機構製造的月球漫遊車之一。
在「探月熱」的同時，一些有先發優勢的國家已打起了占領月球資源的主意。
2020年5月15日，美國國家航空航天局（NASA）正式公布《阿爾忒彌斯協定》（Artemis Accords），作為在月球表面開展國際合作的法律框架。其中一部分貫徹了《外空條約》和其他適用的國際條約，還有4項原則是NASA新提出的概念：比如「活動不衝突」原則；認可了開採和使用月球資源的權利；保護其他天體上的歷史遺蹟，如「阿波羅」登月遺址；最後，要求所有合作夥伴以公開、透明的方式詳細介紹自己的空間政策和規劃。
儘管《協定》的內容說得很隱晦，但其它國家還是聽出了弦外之音。《阿爾忒彌斯協定》正式公布後，俄羅斯航天國家集團（ROSCOSMOS）總經理羅戈津在接受採訪時就表示，絕不會接受（美國）這種將月球私有化的行為，這是違反國際法的。
對於已經有實力登上月球的國家來說，這一紙《協定》代表著合作國擁有先占月球資源的權利和機會；對於目前技術實力稍弱、暫時不能登錄月球的國家來說，只能眼睜睜看著人類共有的太空資源被少數先占國家瓜分。
自1966年以來，外空活動的五大國際條約初步建立了外空活動的基本法律框架，以及外空營救制度、損害賠償制度、空間物體登記制度和月球探測制度。但在更細分的月球資源開發中，如何保證各國對太空資源的公平開發，仍有待規範。
4.太空競賽背後的盛宴
月球有什麼樣的魔力吸引著人類一直苦苦探索？
中國月球探測工程的首席科學家、中國科學院院士歐陽自遠院士曾對月球資源有過這樣一番憧憬：「月球有地球沒有的、目前世界公認的最好、最安全的終極能源氦－3。用月球運回100噸氦－3來發電，就足夠地球一年的用量。而我國，1年只要8到10噸氦－3，足矣！」
實際上，隨著全球變暖加速，人們對可再生的替代能源需求日益迫切。為此，各國科學家紛紛研製「人造小太陽」。這些「人造小太陽」說白了就是一個個核反應堆，其工作原理是虛擬太陽內部的核聚變反應，就像氫彈爆炸釋放能量一樣。而氦－3是一種高效、清潔、安全、廉價的核聚變發電燃料，地球上儲量極少，目前已知只有500公斤左右。
但月球上的氦－3儲量豐富。據目前的探測，每1克月壤中含有數納克氦－3，整個月球中的氦－3資源總量可達100至500萬噸，可供全地球人類上萬年的能源需求。
此前，「嫦娥五號」著陸的風暴洋呂姆克山就是月球氦－3含量豐富的地方。
當然，人類的暢想雖好，要想利用好氦－3並不是一件容易的事。首先，月球表土的氦－3含量基本上平均分布，但是月壤中的氦－4是氦－3的幾百倍，氦－3的分離在月球上是完全沒辦法操作的；其次，氦－3點火溫度需要達到上億度，現在只有美國在某些技術下能夠做到。
這代表著，用氦－3進行受控核聚變離真正的實用還很遠。可喜的是，目前我國已參與了七國共建的國際熱核反應堆工程，並投入100億元人民幣成立了中國受控核聚變研究中心。
從月球看地球
除此之外，月球作為離地球最近的天體，是人類進行深空探測的最好跳板。
隨著馬斯克的「火星移民計劃」進行地如火如荼，人們對外太空的暢想已經不再是一種空想了。
今年5月15日，中國的「天問一號」著陸巡視器成功在火星烏托邦平原南部著陸。隨後，國家航天局發布中國首次火星探測「天問一號」任務探測器著陸過程，以及著陸後火星車拍攝的影像。此後，火星磁強計也正式開啟其科學探測任務。
稍早些時候的2月18日，美國「毅力」號火星車在火星成功著陸。9月8日，毅力號火星車成功收集到第二個火星岩石樣本，並繼續探尋第三個岩芯鑽取的地區。
除了中美之外，日本、歐洲、阿聯等都在計劃或實施自己的火星探測活動。
然而，由於地球與火星距離時遠時近，長至約4億公里，短至約5600萬公里。這代表著從地球到火星每隔2年半左右，才出現一次最佳發射時段（上一次在2020年），且中間飛行時長達7個月。如果能在月球建立發射基地，由於月球重力只有地球六分之一，加上沒有大氣層阻力，火箭推力可事半功倍，不僅降低了發射成本，也能大大縮短時間。
這些獨特的價值和意義，吸引著越來越多的探月者。這其中，商業公司的身影越來越活躍。
如今，一些實力雄厚的科技公司或者心懷太空夢的超級富豪，早已在私人太空領域積累了較強的實力，緊接著盯上太空資源的爭奪。
今年4月，NASA正式宣布將選擇Space X及其星際飛船為Artemis（阿爾忒彌斯）計劃提供載人登月系統，這將是NASA史上首個商業月球登陸計劃。
此外，世界首富貝索斯的的太空公司藍色起源則把目光盯在了月球開發上。2018年7月5日，藍色起源已列出計劃，將在月球上建立永久定居點，並在未來五年內開展登月任務。今年8月26日，藍色起源成功發射一枚「新謝潑德號」（New Shepard）火箭，將為NASA測試登月技術。
俄羅斯航天集團公司總經理顧問謝爾蓋·克里卡廖夫也在今年6月16日的全球航天探索大會上（GLEX）稱，其不排除商業公司參與月球開發項目。
而中國近幾年的商業航天市場快速崛起，也在為商業公司走向太空做著準備。航天專家黃志澄曾坦言，在未來我國的太空探索尤其載人探月探火等領域，民企的作用將進一步凸顯。因為月球資源開發的市場風險高、不確定性大，完全花納稅人的錢並不合適。而民企更具靈活性，更適合參與到商業化較強的太空資源開發。
就在9月17日，神州十二號返回艙攜聶海勝、劉伯明、湯洪波三名航天員順利返回地球。此前一天，神舟十二號載人飛船與空間站組合體完成繞飛及徑向交會試驗，成功驗證了徑向交會技術，為後續載人飛行任務奠定了重要技術基礎。
在大航天時代，中國正逐漸展現出了自己的實力。可以預見，普通人的月球探索夢已不再遙遠。
