自伽俐略以来,望远镜一直瞄准着月球,宇宙飞船也已靠近它沿着其轨道飞行,而且有人还登陆过月球,在其表面行走并带回了一些样品(土壤和岩石)。于是乎,除了地球,月球应该是人们最为熟悉的地方了。事实果真如此?

“那是一个幻想。”罗得岛州普罗维登斯的布朗大学的行星地质学家卡尔 · 皮特尔斯(Carlé Pieters)如是说。“我们正在月球的背后进行探测——已经采集到了不少令人惊叹的数据,但是我们还不能对它作出一个完整的评估。”尽管已采集到了大量的数据,但是关于月球的构成、其表面最初受到巨大碰撞的情况以及它的化学构成等关键问题仍未找到答案。负责启动今年夏季欧洲空间局的SMART-1计划的项目科学家伯纳德 · 福因(Bernard Foing)说:“自`阿波罗'登月35年以来,我们对月球的了解仍是支离破碎的,这很出人意外。”

然而,对月球可不能等闲视之,了解它的地质概况是了解其他类地行星和太阳系——以及地月系统构成的关键。月表时代,即在以往数十亿年内所进行的极为有限的地质探测,为重新测定行星形成的时期提供了价值连城的手段,所以,在这个意义上“月球是一部关于太阳系的史书”。

美国国防部1994年的“克莱门汀”计划以及美国宇航局在1998年初发射的“月球勘探者”探测器已绘制出了横亘于月球表面的许多自然环境,探明了月球极地附近暗坑内的冰床,同时还绘制出了月球的重力场,但是我们还需要掌握更为详尽的有关各种矿物所在位置及密度的资料,还有高分辨率的地形图和高层空间成像图,以便获取诸如月表裂沟和月表一米以下岩石的详情。

计划中的欧洲、日本、印度和中国的空间任务都将集中在这些领域内,除此之外,日本明年的“月亮女神”计划将提出更周详的重力图,生动地揭示出月球内部的详情。然而,“月球勘探者”首席研究员艾伦 · 宾德(Alan Binder)却认为,诸如SMART-1这样的计划,有的只不过是重复印证某些数据而已,其椭圆形轨道将使它的覆盖面受到限制。

月球南极的艾特肯盆地是月球上最能引起人们好奇心的众多热点之一,这是一个直径为2200公里至2500公里和15公里深的巨坑。经“克莱门汀”计划和“月球勘探者”的勘查,这很可能是太阳系内年代最老、面积最广、深度最大的盆地。地质学家相信,造成这一深坑的作用力之巨大足以显示月球表面覆盖物内的各种物质,这些物质对了解月球内貌及其早期生长可能被证明是极其有价值的。

为艾特肯盆地确定年龄也是太阳系科学家的一项重要任务。早在38.5亿年前,太阳系内的猛烈轰击就已停止,在那以后,生命才得以孕育并持续至今。目前估计艾特肯盆地的年龄约为39亿年,如果这个数字没错的话,它将证实关于行星在形成的过程中,有一个急速而猛烈的轰击期的理论是可信的。如果这个巨坑的年龄还要老得多,那么灾变说将让位与演化说,皮特尔斯说:“没有样品,就无法知晓它的年龄。”

为此,美国国家研究委员会的一个专设委员会去年将盆地——取样——返回任务列为其未来中等规模使命中仅次于飞往冥王星和Kuiper Belt(见《科学》2002年7月19日)的第二项大任务。月球探索者们期待着这一报告将会在即将到来的美国宇航局为新一轮的太阳系任务的竞赛中给月球探勘带来活力。

[Science,2003年5月2日]