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◎ 中国空间科学学会理事长、中国科学院国家空间科学中心原主任 吴季

阿尔忒弥斯计划在月球南极着陆的原因有三：

首先月球南极存在一些常年无法被阳光照到的、永久黑暗的陨石坑，这些陨石坑底部有可能存在水冰。

其次，月球南极能够被阳光照射到的高地可以连续获得太阳光的照射，不会被长时间的月夜困扰。

最后，由于连续光照，该地区的温度变化不大，这可以大大地降低研发载人登月技术设施的难度。

如今，距离人类最后一次从月球上离开，已过去了50年，人类再也没有去过月球。2004年，美国政府在其新的空间探索计划中提出重返月球，并以此为跳板实施载人登陆火星计划，宣告了其重返月球计划的再次启动。2017年， NASA正式启动了阿尔忒弥斯（Artemis）计划，该计划旨在于2024年实现人类重返月球。

而最近备受关注的“太空发射系统”（SLS）重型火箭则是美国重返月球计划的关键一步。

月球南极登陆，有好处也有不利因素

与阿波罗计划不同，阿尔忒弥斯计划在月球的南极着陆。近期，NASA公布了13个月球南极附近的预选着陆区。之所以选择南极，主要有3个原因。

第一，在月球南极存在一些常年无法被阳光照到的、永久黑暗的陨石坑。 经过雷达回波探测，科学家判断在这些陨石坑底部有可能存在水冰。如果科学家的推断被证实，这些水冰不但可以支持未来人类月球基地对用水的需求，还可以通过电解水提取氢气和氧气，为火箭发动机提供燃料。要知道，从月球上生产燃料为飞船加注，比将这些燃料从地球上带过去要便宜得多，这样可以大大降低人类探索深空的成本。

第二，月球南极能够被阳光照射到的高地，可以连续获得太阳光的照射， 每年的连续光照时间甚至可达10个月，不存在月球低纬度地区长达14个地球日的月夜。

第三，由于连续光照，该地区的温度变化不大， 不像在月球低纬度地区，昼夜温差会超过250摄氏度。这可以大大地降低研发载人登月技术设施，如生命保障系统、航天服设计等的技术难度。

尽管如此，降落在月球南极，并在那里建立人类科研和生活基地，也存在着很多不利的因素：

首先，那里没有平坦的月海，多高山峡谷，降落起飞都会十分困难，因此对着陆时机的要求很高，一旦错过原定着陆点，下一次着陆能找到另一块平坦的备选着陆点的可能性很小。

其次，高地上平坦的活动空间不多，也不利于载人月球车的移动。

此外，保存有水冰的永久黑暗陨石坑底部见不到阳光，因此探测水冰的探测器和挖掘机械的能源供给必须由位于高地的基地供给，因此基地到坑底的能源输送需要额外的基础设施，必须事先建设好，才能进入水冰的提取和燃料生产阶段。

一旦克服寒冷月夜，月海或更适合建立基地

相比之下，如果将载人登月和以后基地建设的地点选择在月球北纬、中纬度等靠近零度经线的月海中，除了没有南极那样的水冰、月夜能源需求高和昼夜温差大以外，其他方面都是优点。比如，月海中地势平坦，非常适合飞船的起飞和降落，也方便载人月球车的长距离驾驶，扩大了人员活动的范围。此外，月海的月壤中有大量的氧化物，通过还原法也可以提炼出液氧燃料，只是复杂度比从水中提取要高，要消耗更多的能源。而且在不远的未来，一旦相关技术成熟，还可以从月海的月壤中提取核聚变燃料氦-3。

在中纬度的月海中着陆，最大的困难是要克服长达14个地球日的寒冷月夜。不过，目前有很多相关研究工作正在展开，为解决月夜问题提供可行的方案。比如在月日高温时，将月球表面大量的热能存储下来，在月夜期间慢慢释放；还有利用月壤中的硅就地建造大面积、高灵敏度的太阳能帆板，使其在月夜期间，也可以利用地球对太阳光的反射光，产生一定量的电能；再有就是在月球轨道上布局带有太阳能反射镜的月球卫星，将太阳光反射到基地的大面积太阳能帆板上进行发电。当然，如果小型安全的核能发电站能够尽快突破其关键技术，就可以更容易地解决中纬度月球基地的月夜能源需求问题。

至于宇航员的生活用水，似乎并不是很大的问题。因为根据地球轨道空间站发展出来的循环利用技术，水的循环利用率可以达到约90%，再加上不断从地球向月球进行少量的水补给，宇航员的生活用水是可以得到满足的。

综上所述，除了NASA正在关注的月球南极着陆方案，在月球北纬、中纬度地区的月海中建立载人登月基地，也已受到越来越多相关机构的关注， 并已开始布局多项研究。