人类对月球的探索
人类对月球的探索
月球是离地球最近的天体，和地球相距有38.4万千米。天文学家早已用望远镜详细地观察了月球，对月球地形几乎是了如指掌。月球上有山脉和平原，有累累坑穴和纵横沟壑，但没有水和空气，昼夜之间温差悬殊，一片死寂和荒凉。尽管巨型望远镜能分辨出月球上50米左右的目标，但仍不如实地考察那样清楚。因此，人类派出使者最先探访的地外天体选择了月球。
1959年1月2日，苏联发射“月球1号”探测器，途中飞行顺利，1月4日从距月球表面7500千米的地方通过，遗憾的是未能命中月球，但这个探测器首次拍摄到月球背面的照片，引起了很大反响。这个探测器重361.3千克，上面装有当时最先进的通信、探测设备。它在9个月后成为第一颗人造行星飞往太空深处。从此，美国、苏联等国家竞相发射了许多月球探测器。
前苏联的“月球号”探测器
从1959年1月到1976年8月，苏联共发射24个月球探测器。它们的任务是以逼近飞行、绕月飞行、硬着陆、软着陆、取回样品等不同方式，通过拍照、自动测量、采样分析、月球车实地考察对月球和近月空间进行探测。
1959年9月12日，苏联发射“月球2号”，两天后飞抵月球，在月球表面澄海硬着陆，成为到达月球的第一位使者。遗憾的是，它载的科学仪器舱内的无线电通信装置在撞击月球后便停止了工作。但它毕竟首次实现了地球到另一个天体的飞行。
同年10月4日，前苏联的“月球3号”探测器飞往月球。三天后环绕在月球背面，拍摄了第一张月球背面像，发回了第一批月球表面的照片，覆盖了月球背面70%的面积，让人们首次看到了月球的真实面貌。
“月球4～14号”在1963－1968年间发射。它们都预先进入人造地球卫星轨道，然后再从这个轨道飞向月球。在飞行中对轨道进行了修正，再经过机动飞行和制动后，或在月面软着陆(“4～8号”着陆失败，“9”和“13号”成功)，或成为人造月球卫星绕月飞行(“10～12号”和“14号”)。
1966年1月31日成功发射的“月球9号”探测器重1583千克，在离月面约8000千米时，通过半自主控制系统的制导精确地沿月面法线指向飞行，并在到达月面上方约75千米处，根据来自着陆雷达的指令启动修正和制动发动机，然后着陆舱在接触月面前脱离制动发动机等系统单独软着陆在月面上。
月球“15～24号”于1969－1976年间发射，发展成为月球自动科学站。
1970年9月12日发射的“月球16号”重量约5800千克，高约4米，底部着陆架跨度约4米。它由着陆舱和回收舱组成，在航天史上第一次实现了不载人探测器自动挖取月球岩石样品，并自动送回地球的目的。“月球16号”到达近月点时制动发动机点火，6分钟后在月球成功实现软着陆。着陆后不到1小时，“月球16号”上的自动钻开始工作，以钻取月壤样品，7分钟后当钻取深度达35厘米时停止钻取工作并退出，将月壤样品密封并送入“月球16号”的返回舱，样品总重101克。完成此项工作后，“月球16号”于9月21日，点火并离开月球，3天后返回舱返回地球。
1970年11月10日，“月球17号”载着世界上第一辆自动月球车“月球车1号”上天。17日在月面雨海着陆后，“月球车1号”下到月面进行了10个半月的科学考察。这辆月球车重756千克，长2.2米，宽1.6米，装有电视摄像机和核能源装置。它在月球上行程10540米，考察了8千平方米月面地域，拍摄了200幅月球全景照片和20000多张月面照片，直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作。
1973年1月8日发射的“月球21号”把“月球车2号”送上月面考察，取得了更多的成果。
最后一个探测器“月球24号”于1976年8月9日发射，8月18日在月面危海软着陆，钻采并带回170克月岩样品。
前苏联对月球的探测，使人们对月球的认识更加丰富和完整了。
美国的月球探测器
美国为了“阿波罗计划”的实现，发射了三种系列的月球探测器:“徘徊者号”“勘测者号”和“月球轨道环行器”。
1961年8月～1965年3月，美国先后向月球发射了9颗“徘徊者号”探测器，它的主要目的是为了研究整个月球的外观，测量月球附近的辐射和星际等离子体等，检测月球轨道器，以便为“阿波罗”登月作准备。
“徘徊者号”探测器样子像个大蜻蜓，长3米，两翼太阳能电池板展开4.75米。最初5个“徘徊者”探测器均无建树，直到1964年1月30日发射的“徘徊者6号”才在月面静海地区着陆。但由于电视摄像机出现故障，没有能够拍回照片。同年7月28日“徘徊者7号”发射成功，在月面云海着陆，拍摄到4308张月面特写照片。随后，1965年2月17日发射的“徘徊者8号”和3月24日发射的“徘徊者9号”，都在月球上着陆成功，并分别拍回7137张和5814张月面近景照片。
“勘测者号”探测仪器装在前部，电视摄像机放在尾部。“勘测者”探测器有3只脚，总重达1吨，装有当时最先进的探测设备。1966年5月30日发射的“勘测者1号”新型探测器，经过64小时的飞行，在月面风暴洋软着陆，向地面发回11150张月面照片。同年9月发射的“勘测者2号”没有成功。1967年4月发射的“勘测者3号”同样着陆于风暴洋，它用1.8米长的机器手挖了很深的一个坑，测出了月海表面的硬度，确信月海表面不影响飞船着陆。同年9月，“勘测者5号”着陆静海，首次测得了月球表面岩石的成分。接着，“勘测者6号”于11月着陆在中央河口，并进行了返回升空3米的试验，再次确认了月球表面是相当坚硬的，并非全部堆积着灰尘。1968年1月，“勘测者7号”又传回了21000余张月球照片。至此，美国的“勘测者”计划胜利结束。
在同一时期，为了“阿波罗”登月，美国启动了“月球轨道环行器”计划，发射了5颗“月球轨道环行器”，它的主要目的是在绕月轨道上拍摄月球表面的详细地形照片，为“阿波罗”飞船选择最安全的着陆点。它们对月面99%的区域进行了探测，拍摄了大量高分辨率的照片，选出了10个可供“阿波罗”飞船着陆的候选登月点。同时，它们还获得许多月球表面的放射性、矿物含量和月球引力场等有用数据。
中国的“嫦娥号”月球探测器
2007年10月24日，我国第一颗探月卫星“嫦娥1号”在西昌卫星发射中心成功升空。这是中国自主研制、发射的第一个月球探测器。
“嫦娥1号”卫星选用“东方红3号”卫星平台，并进行了适应性改造。其外形与“东方红3号”卫星相似，卫星本体为一个2.22米×1.72米×2.2米的六面体，两侧各装有一个大型展开式太阳电池翼，当两侧太阳翼完全展开后，最大跨度可以达到18米。“嫦娥1号”卫星重2.4吨，有效载荷重130千克。
“嫦娥1号”由结构与机构，热控制，供配电，制导、导航与控制，推进，数据管理，测控数传，定向天线和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作，保证月球探测任务的顺利完成。
根据我国月球探测工程的四项科学任务，在“嫦娥1号”上搭载了8种科学探测仪器，即微波探测仪系统、γ射线谱仪、X射线谱仪、激光高度计、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器、CCD立体相机、干涉成像光谱仪。
卫星将直接执行月球表面三维影像探测、月表化学元素与物质探测、月壤厚度探测和地月空间环境探测等4项科学任务。11月26日，国家航天局正式公布“嫦娥1号”卫星传回的第一幅月面图像。
对“嫦娥1号”备份星进行技术改进而成的“嫦娥2号”将作为中国探月工程二期先导星于2011年年底前完成发射。“嫦娥2号”CCD相机的分辨率将由“嫦娥1号”的120米提高到10米，以深化月球科学探测，其他探测设备也有所改进，所探测到的有关月球的数据将更加翔实。“嫦娥2号”的主要任务是要获得更清晰更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据。
根据航天系统的安排，2012年前后将发射“嫦娥3号”，2018年将发射月球采样返回器。“嫦娥3号”包括一个月球着陆器和月球车，将实现月球软着陆和巡视探测任务。
“嫦娥3号”月球探测器在科学技术方面将实现四个第一:研制并发射中国第一个地外天体着陆探测器和巡视探测器;第一次利用“长征3号乙”运载火箭发射地月转移轨道航天器;第一次建立和使用深空测控网进行测控通信;第一次实现月球软着陆、月面巡视、月夜生存等一系列重大突破。
“嫦娥号”的成功发射，使我国成为世界第五个发射月球探测器的国家地区。