這是月球軌道探測器在1966年拍攝到的月球和地球
無論是古代人類，還是現(xiàn)代人類，抬頭都能看到月球，在古代，有很多關(guān)于月球的美麗傳說，幾乎所有古文明都不約而同的，對月球有很多遐想，也有很多寄托。確實，月球?qū)ξ覀儊碚f太重要了，如果沒有月球，地球上的生命將無法存活，或者說壓根就沒有生命。一切都是剛剛好，月球陪伴了我們數(shù)十億年，可是我們似乎對月球一點也不了解。
直到現(xiàn)代科學(xué)和太空探索領(lǐng)域的興起，各國探測器都在月球著陸了，甚至還有載人登月等任務(wù)攜帶了月球的樣本回到地球……月球似乎不再是高高在上的充滿遐想的藝術(shù)載體，更是人類未來的夢想與期望。對于人類來說，月球是獨一無二的，但是在太陽系中，甚至在整個宇宙中，月球只是一個普通到不能再普通的衛(wèi)星。
DSCOVR衛(wèi)星上的光學(xué)攝像頭捕捉到的月球飛越地球的獨特景象
隨著太空領(lǐng)域技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類不滿足于地球搖籃的優(yōu)越環(huán)境，我們想要挑戰(zhàn)更多不可能，比如在月球長期定居，開采未來能源等等。過去的經(jīng)驗告訴我們，地球和月球還是很相似的，只不過月球沒有全球磁場，進(jìn)而沒有大氣等等氣候條件，不適合生命久居。但是月球畢竟也是一顆巖石星球，我們通過適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)手段就可以在月球永居，不過在這之前，我們還是要全面了解一下月球。
月球起源爭論
首先我們要了解的就是月球的起源，過去關(guān)于月球起源最著名的理論被稱為撞擊理論。該理論內(nèi)容是在太陽系形成大約1.5億年后，一個名為Theia的大約火星大小的行星與地球相撞。撞擊地球之后產(chǎn)生了很多碎片，之后的數(shù)億年之間，碎片凝結(jié)成了月球。
月球起源示意圖
不過現(xiàn)在，一項新的研究與撞擊理論有了矛盾?？坡〈髮W(xué)地質(zhì)與礦物學(xué)研究所的科學(xué)家進(jìn)行的新研究表明，月球比撞擊理論的時間線更早。他們使用了極其精確的電感耦合等離子體質(zhì)譜法，對阿波羅登月樣品的化學(xué)分析，結(jié)果表明月球是在太陽系形成之后的5000萬年而不是1.5億年形成的。所以到目前，月球是如何起源的，科學(xué)界還沒有定論。
月球地貌及淺層情況
早期的天文學(xué)家觀察月球的時候可以看到暗點，也就是我們說的隕石坑，所以在一開始，天文學(xué)家觀察月球的時候就知道月球是有土地的。亞里士多德的觀點是當(dāng)時公認(rèn)的理論，他說月球是一個完美的球體，而地球是宇宙的中心。當(dāng)伽利略用望遠(yuǎn)鏡觀察月球時，他看到了崎嶇不平的山脈，還有密密麻麻的隕石坑，他還看到了山脈如何投射太陽陰影等等。伽利略還利用投射的陰影，計算出了月球山峰的高度。最終伽利略得出的結(jié)論是，月亮與地球很像，因為它有山脈，山谷和平原。
阿波羅17號宇航員Harrison Schmitt在大型巨石陰影下收集了月球細(xì)塵樣本，巨石陰影地保護(hù)了月球細(xì)塵免受太陽風(fēng)活動轟擊的影響
那么月球表面到底有什么呢？現(xiàn)在我們在看月球的時候，首先看到的就是隕石坑。月亮上滿是隕石坑，隕石坑是在流星撞擊其表面時形成的。它們可能有中心峰和梯田狀壁，并且撞擊（彈出）產(chǎn)生的物質(zhì)可能會從隕石坑中拋出，形成一種更密集的間接隕石坑。除此之外，就是伽利略觀察到的山脈，山峰還有一望無際的平原等等。
玉兔二號團(tuán)隊使用高頻探地雷達(dá)將無線電信號發(fā)送到月球深處，500MHz的高頻信道到達(dá)了月球地下40米的深度，這些數(shù)據(jù)使研究人員能夠開發(fā)出地層的近似圖像。之后研究人員將雷達(dá)圖像與斷層圖像數(shù)據(jù)的地下定量分析相結(jié)合。他們得出的結(jié)論是，月球淺層地下基本上是由高度多孔的顆粒材料制成的，其中嵌入了不同大小的巨石
月球表面有土丘，高地，山峰，火山口，隕石坑等地貌結(jié)構(gòu)，這些隕石坑伴隨著的撞擊過程在塑造月球地貌中起了重要作用。由于月球沒有實質(zhì)性的大氣層，具有40億年歷史的地殼保留了撞擊的歷史，因此，月球的隕石坑還可以提供有關(guān)地球和月球歷史的線索。另外，研究月球的地殼及其大氣層揭示了有關(guān)月球起源的秘密，也揭示了未來的月球能源?？茖W(xué)家需要這些信息來計劃未來的登月任務(wù)，并考慮在月球居住的可行性，這就是我們?yōu)槭裁匆芯吭虑颉?/p>
阿波羅15號宇航員James Irwin拍攝的月球表面照片，這是在月球一個名為Swann Range山脈拍攝到的
既然月球擁有高山盆地，還有那么多的隕石坑，那么月球也一定擁有土壤嘍？其實月球是沒有真正的土壤的，因為月球的細(xì)塵里面沒有任何生物的。當(dāng)年阿波羅宇航員攜帶了月球細(xì)塵返回地球，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)塵其實是玄武巖和非正長巖輻射崩解的結(jié)果，是由多年來持續(xù)的太陽及星際帶電粒子的轟擊造成的。在持續(xù)的轟擊過程中，月球細(xì)塵顆粒的尺寸也越來越小。
如此看來，月球雖然也是一顆巖石星球，可是和地球是完全不一樣的，月球沒有土壤，只有細(xì)塵。由于月球沒有大氣，所以斑痕累累，因為沒有氣候活動幫助月球撫平傷痕。剛才我們一起觀察了月球細(xì)塵，月球隕石坑等月球表面的地貌結(jié)構(gòu)，接下來我們一起來看看月球的深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
這些是阿波羅11號任務(wù)收集到的月球樣品，編號S69-54827。在光學(xué)顯微鏡下我們可以看到各種不規(guī)則形狀的凝集物細(xì)塵，其玻璃化表面覆蓋有小的細(xì)塵碎片
深入其中，月球地殼與月磁問題
月球地殼由多種主要元素組成，包括鈾，鉀，氧，硅，鎂，鐵，鈦，鈣，鋁和氫。月球表面在受到宇宙射線的轟擊時，每個元素都會以伽馬射線的形式反彈回太空。某些元素（例如鈾鉀）具有放射性，會自行發(fā)出伽馬射線。另外，每個元素反射的伽馬射線都互不相同，就好像我們的指紋一樣，他們會各自產(chǎn)生唯一的光譜特征。所以天文學(xué)家就是利用這種光譜特征配合測地雷達(dá)來監(jiān)測月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)元素的組成。
了解了月球地殼，天文學(xué)家們將繼續(xù)深入研究月球地質(zhì)，這其中就涉及到了月球磁場。通過月球軌道衛(wèi)星繪制月球地磁場的全球位置，強(qiáng)度和方向，天文學(xué)家可以了解有關(guān)月球磁場與表面硒學(xué)之間關(guān)系的更多信息。科學(xué)家們認(rèn)為某些月球表面特征可能具有磁性，和火星一樣，月球的淺層結(jié)構(gòu)可能擁有磁性，但是內(nèi)部的全球磁場已經(jīng)完全消失了。
月球全球磁場地圖，艾特肯盆地（左下）和月球的相對半球（右上）磁場圖
這些零星的磁場區(qū)域與地球相比，強(qiáng)度小很多。分析月球磁場強(qiáng)度的數(shù)據(jù)還可以提供有關(guān)月球核的大小和月核電導(dǎo)率的信息，這些數(shù)據(jù)將有助于科學(xué)家更好地了解月球的起源?？梢耘e一個例子，如果月球核心包含的磁性元素（例如鐵）比地球多，那么撞擊理論將失去可信度。
說起月球，我們想到的月球最有價值的能源就是氦3了。由于月球的表面不受大氣層的保護(hù)，因此月球一直暴露在太陽風(fēng)粒子中，太陽風(fēng)粒子活動會攜帶氫原子核和氦粒子持續(xù)轟擊月球表面。氦的一種自然變體是促進(jìn)核聚變反應(yīng)的理想材料，當(dāng)科學(xué)家對聚變有了更透徹的理解并可以實際執(zhí)行這種反應(yīng)時，月球上的氦3將成為無價資源，另外，月球也是迄今為止天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的太陽系中氦3的最佳來源地。
現(xiàn)在所有核電廠都利用核裂變產(chǎn)生能量，核裂變反應(yīng)堆涉及鈾核分裂，這個過程會釋放能量，還會產(chǎn)生放射性核廢料等等，非常不安全。40多年來，科學(xué)家一直致力于通過核聚變創(chuàng)造核能而不是核裂變。在當(dāng)前的核聚變反應(yīng)堆中，氫同位素和氘被用作燃料，當(dāng)它們的原子核融合以產(chǎn)生氦和中子時，原子能會被釋放。核聚變有效地利用了為太陽和其他恒星提供能源的同一類型能源，并且這個過程不會產(chǎn)生核廢料。
但是，由氫同位素和氘為燃料的核聚變反應(yīng)堆過程會導(dǎo)致大量能量損失，并且極難控制。想要應(yīng)用的一種可能是在聚變反應(yīng)堆中使用氦3和氘作為燃料，當(dāng)氦3和氘融合時，所涉及的核反應(yīng)會產(chǎn)生正常的氦和質(zhì)子，從而浪費更少的能量并且更易于控制。因此，使用氦3的核聚變反應(yīng)堆可以提供一種高效的核能形式，幾乎沒有浪費，也沒有輻射。
月球不僅詩情畫意，充滿了寄托與美好的愿望，在未來更擁有無限的科學(xué)價值，各國研究月球，了解月球是為了了解距離我們最近的天體的起源，進(jìn)而了解地球的起源。為未來著想，月球上擁有核聚變的理想能源，所以月球無論是科學(xué)價值還是未來的能源價值都不可估量?，F(xiàn)在各國正在制定相關(guān)的登月計劃或者開采計劃，因為大家都知道核聚變能源，甚至是小型核聚變的大規(guī)模商用對全人類來說意味著什么……
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