A. 逐漸興起的新一輪登月熱潮是如何來的
前蘇聯、美國的月球探測獲得了無價的月球樣品、數據和探月經驗，大大促進了人類對月球、地球和太陽系的認識，帶動了一系列基礎科學與應用科學的創新和發展。
月球探測帶動了月球科學，尤其是月球地質學的發展。派老人類第一次對除我們居住的地球之外的天體有一個系統的了解，包括對物理特性、軌道參數、空間環境、表面結構與狀態、礦物岩石與化學組成、內部物質構成等的了解。
月球探測還催生了一些新的學科如比較行星學。大量探測數據和樣品分析結果，使得對地球與月球的詳細比較研究成為可能，並依此延伸到探測數據有限的其他行星的對比研究，極大地加深了人類對其他類地行星的認識同時，由於在地球上研究地球不可避免地會導致「近視」，要完全了解我們居住的星球，必須研究其他行星，比較其異同之處，因此月球探測科學研究也促進了地球科學的發展。
21世紀，月球探測將進入一個新的高潮期，這期間除了發射月球探測器對月球做進一步深入探測以外，開發利用月球資源，建立月球基地將成為新一輪月球探測熱潮的重要目標。
美國：重返月球計劃在20世紀90年代美國又發射了「克萊門汀」和「月球勘探者」兩顆月球探測器。
「克萊門汀」探測器1994年1月25日，由「大力神」火箭從范登堡空軍基礎發射「克萊門汀」環月探測器，2月21日進入月球軌道，該探測器重424千克，三軸穩定，它裝載有紫外/可見光相機、近紅外相機、高解析度相機、激光雷達系統、長波紅外相機、星跟蹤器相機等設備。其主要目標是對美國國防部下一代衛生所需的輕型成像遙感器及組件技術進行空間鑒定。它獲取的180萬張月面圖像證明月球極區可能有水存在。
「月球勘探者」探測器1998年1月7日，用「雅典娜2」火箭從卡納維拉爾角46號工位發射了「月球勘探者」探測器。它是繼「阿波羅」計劃後美國發射的第二顆環月探測器，採用自旋穩定方式，質量295千克，環月軌道高度為100千米，其主要載荷為γ射線探測儀、α粒子探測儀、磁場儀和多普勒重力計。這項計劃耗資0.59億美元，主要任務是對月球火山口的寒冷區和極區冰的含量進行測定，為今後建立月球基地獲取資伏漏料，還將完成月球表面化學成分的測定、月球全球磁場和引力場的測繪。「月球勘探者」所發回的數據比「克萊門汀」探測器要詳細得多，這對了解月球起源和整體構造具有重要參考價值。
2004年1月14日，美國總統布希在位於華盛頓的美國宇航局總部發表講話中，宣布新太空計劃，重返月球是其中的最重要的任務。美國航天員最早將於2015年，最晚不超過2020年重返月球，並將在月球上建立永久性常駐基地，以月球作為跳板，為下一步將人送上火星甚至更遙遠的星球做准備。為了實施這一宏大的計劃，美國將投入2000多億美元資金，並研製新的運載火箭、載人飛船和月球工作居住艙。
具體來說，前總統布希的太空計劃內容包括完成空間站建設、停飛太空梭、航天員重返月球、人類登上火星等。這個太空計劃雄心勃勃，正如布希自己所說：「不知道這次旅行將在哪裡結束」。
長缺羨爛期以來，美國航天界對美國載人航天的下一步目標，是登上火星還是重返月球，一直存在爭論。雖然美國有許多人對火星情有獨鍾，但登火星在技術和經費上都有巨大困難。顯然，在月球上建立太空基地，要比登上火星容易得多。首先，月球與地球的距離較近，事實證明，採用現有的火箭技術，可以將人和貨物送上月球，月球與地球之間的通信也沒有任何問題。其次，月球沒有火星上的那種沙塵暴，在月球表面較容易著陸。當然月球上豐富的資源也具有極大的吸引力。
為了達到重返月球的目標，美國必須重新設計在月球著陸的航天運輸系統。在1969～1972年，美國在執行登月任務時使用的「阿波羅」號飛船系統，只是為一次著陸和短暫逗留設計的，指揮艙只能裝載3人，月球登陸艙則只能容納2人。因此，美國必須設計出布希稱為「乘員探索飛行器」的新一代飛船。這種飛船能夠向月球運送一組航天員和大批物資設備。顯然，它將不同於美國原有的「阿波羅」號飛船和現有的太空梭。另一個技術難題是能源問題。在月球上建立太空基地，需要建立太陽能電站或核反應堆。如果美國計劃在2030年之後將航天員送上火星，看來還必須發展採用新能源的火箭如核動力火箭，以縮短航天員的飛行時間。
美國在通過「水星」號飛船和「雙子星座」號飛船掌握了載人航天的基本技術之後，在1961～1972年，耗費240億美元研製了「土星」號系列運載火箭和「阿波羅」號登月飛船，先後完成了6次登月飛行，把12人送上了月球，實現了登月方面超過前蘇聯的目的，也促進了科學技術的進步。但這項耗資巨大的計劃由於缺乏應用目標而無法繼續下去，美國不得不轉向近地太空的開發，研製太空梭和空間站。這樣，在登月計劃中研製的「土星」號系列火箭(「土星5」號的低軌運載能力為126噸)和發展得比較成熟的飛船技術，至今還沒有得到進一步的應用。美國在研製太空梭和國際空間站過程中，雖然在技術上取得了許多重大突破，在太空科學實驗方面，也取得了一大批成果，但也有不少人認為，它所花的費用遠遠大於它的科學目的和實際用途。2003年2月1日，美國「哥倫比亞」號太空梭機毀人亡，又再次引起了人們對國際空間站的廣泛爭議。在這種背景下，布希提出太空新計劃既可以激發民族自豪感，也可以重新修正美國航天的發展方向。
2005年9月19日，美國正式宣布新的登月計劃，新登月計劃將耗資1040億美元，將採用新一代航天工具，包括新型運載火箭、形同「阿波羅」號的宇宙飛船和登陸艙。如果一切順利，美國航天員將在2018年(最遲2020年)重新登上月球。
新型載人航天器將結合太空梭和「阿波羅」登月工程中安全可靠的設計和技術，性能更佳。新運載火箭將使用太空梭的主要部件，諸如外掛燃料箱、固體燃料助推火箭和主發動機，並分為體積較小的載人火箭和體積較大的貨運火箭兩種，其中貨運火箭大小與109米高的「土星5」號運載火箭接近，用來把貨物運到月球表面，留做儲備。航天員乘坐的宇宙飛船，名叫「載人探索飛行器」，將被置於運載火箭頂部，它的外形酷似放大了的「阿波羅」號，但質量增加1／2，能搭載6名航天員，在月球軌道運行達6個月之久，並能送4名航天員登上月球，在月球上逗留4～7天。
著眼國際合作的俄羅斯20世紀60年代，發生在美、蘇兩個航天大國之間的那場登月競賽給俄羅斯人留下的是失敗的痛苦回憶。
1958年，前蘇聯完成了對發射人造地球衛星的火箭的改造，使之可以發射月球探測器。當時有一些科學家建議把一枚原子彈送上月球並在月球上引爆，讓全世界的天文學家都來拍攝爆炸時的情景，以此顯示前蘇聯的技術實力。但物理學家認為，由於月球上沒有大氣，核爆炸的時間可能會很短，很難讓地面上的天文學家拍攝到爆炸時的景象。因此，前蘇聯當局否定了這個建議。後來，前蘇聯政府把注意力轉向載人登月上，從此開始了與美國長達10年之久的登月競賽。
與美國一樣，前蘇聯的登月飛行任務也打算使用一種大型運載火箭和一個軌道聯合體來完成。登月運載火箭代號為「N1」號。1964年，前蘇聯政府決定要趕在美國之前率先將航天員送上月球。為完成這項任務，1962～1966年，「N1」號方案幾經修改，有效載荷質量從最初的50噸增加到近98噸，第一級發動機的數量也從26台增加到30台。為了趕進度，第一次發射時，這些發動機都沒來得及集體試車，就組裝在一起發射，結果釀成了重大的發射事故。由於技術問題和設計過於復雜，「N1」號火箭在後來的幾次發射中，也都以慘敗而告終，導致了前蘇聯登月計劃的破產。後來，俄羅斯航天專家總結經驗時說：「這是一場不公平的競爭。當時美國比我們富裕多了，特別是當時蘇聯的國力由於與德國法西斯的戰爭和軍備競賽而被削弱了很多。登月競賽一開始，我們就知道，我們不可能贏。」
而現在，在新一輪月球開發熱中，俄羅斯人以低調和務實的姿態開始月球研究，充分發揮自己的長處，將重點放在月球車的開發和人類在長期宇宙航行中的生命保障系統研究上，並在各項航天事業中積極謀求國際合作。
除了准備參加印度的月球探測計劃外，俄羅斯與歐洲空間局在太空開發和衛星的商業發射領域的合作已進入了一個重要階段，通過俄羅斯獨一無二的宇航技術與歐洲空間局的科技和資金二者的結合，全新的六座位宇宙飛船「快船」號有可能在2010年前取代「聯盟」號載人飛船。新飛船能將人員與貨物送入軌道站，需要時可將航天員與設備緊急撤回地球。它能用於長達10晝夜的自動軌道飛行，也可用於科研目的。此外，俄羅斯還與德國加緊合作，研究航天員如何預防空間輻射這一當代航天事業中最為復雜、最為緊迫的任務。
俄羅斯在載人航天方面擁有豐富的經驗，因此也有可能參與美國新太空計劃，包括火星考察人員的培訓等。
俄羅斯的月球計劃大體分3個階段：2010～2015年為第一階段，使用「聯盟」號系列飛船開展月球探測；2015～2020年為第二階段，實現航天員登月，建立經常性的月球交通體系，即先用「快船」號新型飛船把氦-3從月球運到停在國際空間站的太空拖船上，然後再用這種可攜帶25噸貨物的太空拖船把氦-3運回地球。2020～2025年為第三階段，在月球上建立常設基地，開發氦-3能源。
歐洲未來的月球探測早在1994年，歐洲空間局就提出了重返月球、建立月球基地的詳細計劃。1994年5月歐洲空間局召開了一次月球國際討論會，會議一致認為人類在機器人技術、電子技術和信息技術等方面取得的巨大發展，已使人類對月球進行低成本的探測和研究成為可能。在此基礎上，歐洲空間局成立了月球研究指導小組，提出了今後應加強月球探測與研究，主要包括：發射月球極地衛星，研究和獲取高解析度的月面地貌、化學和地質圖像；設立月面站和機器人系統，測量月岩化學成分和礦物成分，採取月球樣品，用於地面研究。2020～2035年載入登月，建立月球基地。
2003年9月27日格林尼治時間23：00，歐洲空間局從法屬蓋亞那的庫魯航天發射中心成功發射了「智慧1」號月球探測器，這是21世紀人類發射的第一顆探月衛星。雖然「智慧1」號只是一顆小衛星，主要目的在於通過探月的實踐，檢驗在未來深空探測中將使用的一系列高新技術，但它已經把新一輪探月高潮的序幕拉開了。
「智慧1」號月球探測器的英文名為SMART—1，它是Small Missions for Advanced Research in Technology的縮寫，意思是研究先進技術的小型航天器。作為歐洲探月的急先鋒，「智慧1」號就像一個飛向月球的小精靈，它的外形近乎正方體，尺寸為1570×1150×1040毫米，發射時的質量為370千克，太陽能帆板展開後翼展為14米，能提供1.9千瓦的電力，造價約1.08億美元。由於總經費較少，「智慧1」號大量採用了模塊化、通用化設計，結構緊湊，而且它上面的許多零配件都是直接從商店購買，這使其成為了小型化的傑作。它攜帶的用於完成10多項技術試驗和科學研究的有效載荷的質量僅為19千克。
「智慧1」號裝載著6種科學儀器，其中3套遙感儀器用於月球探測，它們分別是多光譜微型照相機、高解析度的紅外光譜儀和小型X射線光譜儀。
多光譜微型照相機平均解析度為80米，在300千米近月點的解析度為30米(美國月球「勘測者」號的空間解析度為200米)。通過對極區高解析度成像，可辨別陰影區，進而尋找隕石坑中的水冰。此外，微型照相機還與地球上的光學地面站相配合，進行激光通信試驗。
紅外光譜儀在0.93～2.4微米范圍內劃分256個譜段。利用這些數據，可精確地確定各種礦物的成分。例如，可將月壤中的輝石與橄欖石辨別出來，這對了解月球外殼物質的演變是很重要的。這種紅外光譜儀是由歐空局第一次研製和使用的，如果在探月中獲得成功，將在未來的火星探測、水星探測、小行星和彗星探測中進一步應用。
小型X射線光譜儀用來測量X射線熒光，從而繪制月球表面的元素成分圖。利用這些數據，可准確地計算月球外殼的成分，研究南極的隕石坑結構特徵，繪制月球資源分布圖。這種小型X射線光譜儀也是今後水星和太陽系其他行星探測的必備儀器。
「智慧1」號還是世界上第一個利用太陽能電火箭作為推進裝置進行遠距離飛行的航天器。
按照預定計劃，「智慧1」號的整個飛行過程分為發射與早期入軌、地球逃逸、月球俘獲和月球觀測4個階段。除了發射採用化學火箭外，包括早期入軌在內的其他階段的飛行都依靠太陽能電火箭提供推力來完成。這是它最為突出的特色和亮點。但是，由於電火箭產生的推力很小，加速很慢，故而進入最終飛行狀態需要的時間要比採用化學火箭所用的時間長得多。
為「智慧1」號提供飛行動力的太陽能電火箭發動機，嚴格說來是太陽能等離子體發動機。它使用氙氣作為工作介質，並採用高效的砷化鎵太陽能帆板將太陽光能轉換成電能進而產生電磁場，利用電能電離氙氣原子，形成等離子體，再通過電磁場的作用，使氙離子流高速噴出，從而為「智慧1」號提供推力。這種太陽能電火箭比通常使用的化學火箭效率要高10倍，所需推進劑即工作介質較少，可使航天器有更多的空間裝載有效載荷。由於它利用的是取之不盡的太陽能，故而能在太空無重力狀態下連續運轉幾年時間。它的缺點是推力和加速度都很小，要使航天器達到預定的飛行速度，用時很長。它的重要意義在於，假若這次飛行試驗成功，今後就會在更遠距離航行的航天器上採用這種推進系統。
為了掌握太陽能等離子體發動機的實際技術性能，「智慧1」號上裝置了電推進診斷組件，用來監測推進系統的工作情況及其對航天器的作用效果。同時，它還攜有航天器電勢、電子與塵埃實驗件，用以監測推進系統對電子通量、電場和航天器電勢的影響，並研究地月空間的帶電環境。此外，它還載有用來試驗地球與遙遠航天器之間的激光通信技術、實驗航天器自主導航計算機技術等先進設備。
在「智慧1」號上所試驗的太陽能等離子體發動機等新技術和它採用的多項探測技術，如被證明達到了預期的效果，將會對未來歐洲乃至世界航天技術的發展產生深遠影響和重要作用。歐洲「智慧1」號攜帶的主要科學儀器及其任務儀器名稱目的主要任務電推進診斷組件新技術實驗監測推進系統的工作及其對航天器的影響航天器電勢、電子與塵埃實驗件新技術實驗監測推進系統對電子通量、電場和航天器電勢的影響，研究地月空間的帶電環境深空X/Ka波段測控試驗件新技術實驗試驗地球與高速飛行的航天器之間的下一代無線電通信技術，由深空轉發器在X波段接收指令，並在X和Ka波段發射遙測數據
不甘示弱的日本1996年，日本提出了建造永久月球基地的計劃，預計投資260多億美元，在2030年建成月球基地，包括居住艙、氧和能源生產廠以及月球天文台。
日本於1970年發射了第一顆人造衛星，此後的很長一段時間內，日本都處於國際航天業的前列。在「飛天」號科學衛星繞月成功後，日本航天界信心大增，1991年又制定了別出心裁的月球探測計劃，其中包括研製和發射「月球A」號和「月女神」等探測器。1994年，日本制定了一個更加雄偉的計劃：投資260多億美元，在2024年建成一個6人的月球基地，包括居住地、氧和能源生產廠以及月球天文台等。
「月球A」號由日本空間和宇宙科學研究所研製，重540千克，計劃在上面搭載兩個各高80厘米、直徑16厘米的「矛型」鑽探裝置，衛星到達月球表面以後，兩個鑽探裝置將插入月球地表，裝置上攜帶的地震測量儀、熱流量計等科學儀器將探測到的數據向衛星傳送，再傳回地球。
「繆斯A」月球探測器
1990年1月24日，日本宇航研究開發機構，用M—3S2—5型火箭成功發射了「繆斯A」月球探測器(又名「飛天」號探測器)，同時還搭載有「羽衣」環器，由於星箭分離時速度太低，探測器的遠地點只有290000千米，後經多次變軌才達到遠地點為476000千米的正常探測軌道。「飛天」探測器共繞月飛行了10圈，離月球最近的探測距離為16472千米，它於1993年4月10日在結束其使命後撞向月球。
子衛星「羽衣」重12千克，外形是一個26面體，上面裝有一個4千克的固體發動機，用於環月探測，其太陽翼可以提供10瓦的電力，在「羽衣」的頂部安裝有轉發器和全向天線，用於數據傳輸和測控。原計劃在1990年3月18日「飛天」探測器首次到達近月點時被釋放，但由於轉發器發生了故障，「羽衣」未能被釋放，無法開展探測工作。
「月女神」
2007年9月14日，日本用H—2A火箭成功發射了「月女神」環月探測器，並搭載有「中繼星」和「甚長基線干涉測量星」兩個子探測器。兩個子探測器均分離成功。「月女神」重量為3000千克，設計壽命1年，環月高度為100千米，共載有X射線光譜儀、γ射線光譜儀、多波段成像儀、光譜剖面儀、地形相機、月球雷達探測器、激光高度計月球磁強計、帶電粒子光譜儀、等離子體分析儀等15種探測儀器。兩個子探測器各重50千克，分別負責從探測器到地球的通信傳輸和精確測量月球的位置及運動情況。
「月女神」探月計劃是自美國「阿波羅」計劃以後規模最大，同時也是最復雜的探月計劃。日本科學家希望通過隨身所帶的儀器了解月球表面成分和礦物組成、月球表面的結構、重力場、磁力場、高能粒子環境以及月球的等離子區等。通過上述研究活動，希望進一步揭開月球的起源及演進的秘密。
「月女神」探測器計劃由日本宇宙開發事業團與日本空間和宇宙科學研究所共同實施。該計劃的主要目標是解決探索太陽系所必需的關鍵問題，特別是軟著陸和數據中繼技術。日本稱「月女神」是日本未來月球探索計劃的第一步，將為2024年日本建立有人月球基地奠定基礎。
目前，日本已在月球機器人上技高一籌，積累了豐富的技術經驗。日本宇宙科學研究所和東京大學開發成功了一種月球探測鼴鼠機器人，它的外形是一個直徑10厘米、長20厘米的圓筒，可以像鼴鼠一樣鑽入月球地下11米，採集礦物質加以分析，弄清月球地表的結構。它有排沙和掘進兩種裝置，排沙裝置有兩根旋轉的滾柱，能把挖出的沙石碾軋結實，掘進裝置則把活塞頂在碾軋後的沙石上，用活塞推動身體前進。研究人員下一步的任務是製作月球地面配合設備，設計中的地面設備直徑為20～30厘米，內裝有太陽能電池。月球地面設備除了向機器人供應電力之外，還負責接收機器人的探測數據，向地球發送信號。
印度：後生可畏
印度將在俄羅斯的幫助下，在2011～2012年間，實現「錢德拉揚2」號探測器登月計劃，在月球表面進行探測。
印度的航天事業從1962年起步，經過40多年的發展，如今在世界航天國家中占據重要的一席。在月球探測中，印度同樣不甘落後。
2003年年底，印度設計製造的一台使用液氫、液氧為燃料的低溫火箭發動機在地面試驗中成功燃燒了1000秒，超過了太空飛行所需的721秒的最低要求。這次試驗的成功使得印度成為繼美、俄、法、中、日之後世界上第6個有能力自行製造低溫火箭發動機的國家。隨著印度研製的低溫發動機取得巨大進展，加上已有的衛星遙感技術走在世界前列，印度實施月球探測計劃的技術已經成熟。
也是在這一年，印度啟動了月球探測計劃。該計劃代號為「錢德拉揚」(即「月球初航1」號)，准備耗資8500萬美元，在2007年發射一顆重1050千克的繞月衛星。
印度繞月衛星將由印度極軌衛星運載火箭發射，最終進入距離月球100千米的月球極地軌道運行，對月球表面進行兩年的探測，主要任務是測繪地貌、分析化學成分和調查礦物分布。
印度科學家目前正在加緊研製32通道的頻譜儀、低能和高能X射線頻譜儀、太陽X射線頻譜儀和激光測高計。另外，用來測量極地水冰的合成孔徑雷達將由美國約約翰霍普金斯大學的應用物理實驗室研製。為了接收月球探測器的信號，印度正在建設34米直徑的天線，印度衛星測控中心的專家認為，對於印度的探月任務來說，25米直徑的天線就足夠了，但為了今後的深空探測任務，必須留有餘地。
2004年11月22日～26日，第6屆月球探測與應用國際會議在印度召開，印度不但以自己的月球計劃吸引了全世界的眼球，也以輝煌的航天成就向世界證明了，印度正在成為具有全球影響力的航天大國。
美國與八國合作探月2008年7月29日，美國宇航局在華盛頓總部宣布，美國與印度、韓國、日本、加拿大、英國、法國、德國、義大利署一份合作協議，將共同開展探月活動。
B. 目前世界上實現了，探月計劃的國家，他們各自取 的哪些成就 (>_<
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