月球探測器

月球探測器（lunar probe）：對地球的天然衛星——月球進行探測的無人航天器。

月球探測器採用飛越月球、擊中月球（在月球上硬著陸）、在月球上軟著陸、環繞月球、對月球土壤進行取樣分析或對月球土壤取樣返回地球等多種方式探測月球。

二十世紀五十年代末至今，美國、前蘇聯/俄羅斯、日本、歐洲航天局、中國和印度先後進行了月球探測，九十年代以來興起了新一輪的熱潮，關注重點是月球上水冰的存在。

月球是離地球最近一個天體，相距有38.4萬千米。天文學家早已用望遠鏡詳細地觀察了月球，對月球地形幾乎是了如指掌。月球上有山脈和平原，有累累坑穴和縱橫溝壑，但沒有水和空氣，晝夜之間溫差懸殊，一片死寂和荒涼。儘管巨型望遠鏡能分辨出月球上50米左右的目標，但仍不如實地考察那樣清楚。因此，人類派出使者最先探訪的地外天體仍選擇了月球。

美國最早於1958年8月18日發射月球探測器，但由於第一級火箭升空爆炸，半途夭折了。隨後又相繼發射3個先鋒號探測器，均告失敗。1959年1月2日，前蘇聯發射月球1號探測器，途中飛行順利，1月4日從距月球表面7500千米的地方通過，遺憾的是未能命中月球。這個探測器重361.3千克，上面裝有當時最先進的通信，探測設備。它在9個月後成為第一顆人造行星飛往太空深處。月球1號發射兩個月後的3月3日，美國發射的先鋒4號探測器，從距月面59000千米的地方飛過，也未擊中月球。

月球號探測器

從1958年至1976年，前蘇聯發射24個月球號探測器，其中18個完成探測月球的任務。1959年9月12日發射的月球2號，兩天後飛抵月球，在月球表面的澄海硬著陸，成為到達月球的第一位使者，首次實現了從地球到另一個天體的飛行。它載的科學儀器艙內的無線電通信裝置，在撞擊月球后便停止了工作。同年10月4日月球3號探測器飛往月球，3天後環繞到月球背面，拍攝了第一張月球背面的照片，讓人們首次看全了月球的面貌。世界上率先在月球軟著陸的探測器，是1966年1月31日發射的月球9號。它經過79小時的長途飛行之後，在月球的風暴洋附近著陸，用攝像機拍攝了月面照片。這個探測器重1583千克，在到達距月面75千米時，重100千克的著陸艙與探測器本體分離，靠裝在外面的自動充氣氣球緩慢著陸成功。1970年9月12日發射的月球16號，9月20日在月面豐富海軟著陸，第一次使用鑽頭採集了120克月岩樣口，裝入回收艙的密封容器里，於24日帶回地球。1970年11月10日，月球17號載著世界上第一輛自動月球車上天。17日在月面雨海著陸后，月球車1號下到月面進行了10個半月的科學考察。這輛月球車重756千克，長2.2米，寬1.6米，裝有電視攝像機和核能源裝置。它在月球上行程10540米，考察了8千平方米月面地域，拍攝了200幅月球全景照片和20000多張月面照片，直到1971年10月4日核能耗盡才停止工作。1973年1月8日發射月球21號，把月球車2號送上月面考察取得更多成果。最後一個月球24號探測器於1976年8月9日發射，8月18日在月面危海軟著陸，鑽采並帶回170克月岩樣品。至此，前蘇聯對月球的無人探測宣告完成，人們對月球的認識更加豐富和完整了。

徘徊者，勘測者探測器

美國繼前蘇聯之後，先後發射了9個徘徊者號和7個勘測者號月球探測器。徘徊者探測器樣子像個大蜻蜓，長3米，兩翼太陽能電池板展開4.75米。探測儀器裝在前部，電視攝像機放在尾部。勘測者探測器有3隻腳，總重達1噸，裝有當時最先進的探測設備。最初5個徘徊者探測器均無建樹，直到1964年1月30日發射的徘徊者6號才在月面靜海地區著陸。但由於電視攝像機出現故障，沒有能夠拍回照片。同年7月28日徘徊者7號發射成功，在月面雲海著陸，拍攝到4308張月面特寫照片。隨後1965年2月17日發射的徘徊者8號和3月24日發射的徘徊者9號，都在月球上著陸成功，並分別拍回7137張和5814張月面近景照片。1966年5月30日發射勘測者1號新型探測器，經過64小時的飛行，在月面風暴洋軟著陸，向地面發回11150張月面照片。到1968年1月1日發射的7個勘測者探測器中，有2個失敗，5個成功。後來，美國又發射了5個月球軌道環行器，為阿波羅載人登月選擇著陸地點提供探測數據。經過這一系列的無人探測之後，月球的廬山真面目顯露出來了。

第一步是飛越月球。1959年1月2日蘇聯發射了月球1號探測器，兩天後它從距月球6000千米處飛過，首次探訪了月球。同年10月7日，月球3號探測器在飛過月球時，拍攝了月球背面的第一張照片。隨後，美國相繼發射了數個月球探測器飛近月球或圍繞月球飛行，拍攝了一批高清晰的月面照片。

第二步是用探測器擊中月球。1959年9月12日，蘇聯發射的月球2號探測器擊中月面，成為第一個到達月面的人造物體。它得探測表明，月球沒有磁場，月球周圍沒有輻射帶。1964年7月28日，美國徘徊者7號在月球雲霧海地區硬著陸，用6台電視攝像機向地面傳回4308幅月面照片。

第三步是用探測器在月面軟著陸。1966年2月3日，蘇聯發射的月球9號首次在月球上的風暴洋軟著陸成功，從月球發回一批月球全景照片。美國在1966年5月至1968年1月期間發射了17個勘測者號探測器，其中有5個在月面軟著陸成功。

第四步是環月飛行。1966年3月，蘇聯發射的月球10號成為第一個繞月飛行的月球衛星，測量了月球周圍輻射和微流星環境。後來發射的月球11號、12號、14號、19號和22號探測器，也都成功地進入繞月球的軌道飛行，對月面進行了電視攝像探測。美國1966年8月至1967年8月發射的5個“月球軌道環行器”，共拍攝了2800多幅高清晰度的月球照片，繪製了98%的月面圖，選擇了載人登月5個著陸地點。

蘇聯在1959～1968年期間發射了月球1～14號月球探測器，它們探測了月球的背面，進行了繞月飛行，實現了在月面的著陸。表1是月球1～14號飛行的情況。

1969~1976年間，蘇聯發射了“月球”15～24號探測器，相對於早期的“月球號”探測器，它成為月球的自動科學站，例如，“月球”16號探測器在到達月球后，用它自帶的的小勺挖了0.1千克的月球岩石樣品，並送回地面進行分析；“月球”17號攜帶了世界第一個無人駕駛的月球車，勘探了月球表面8萬平方米的地域，進行了200多次的土樣分析，並用X射線望遠鏡掃描天空，獲取了大量資料；“月球”24號探測器攜帶的挖掘機從月球表面兩米深處挖出了1千克岩石。在這期間，蘇聯還成功地研製出一種新型的、功能比較全的探測器——“探測器”號，共發射了8顆這樣的探測器，這8顆探測器各有各的職責。

表1 蘇聯月球號探測器飛行情況

“徘徊者號”探測器：美國為了“阿波羅計劃”的實現，發射了三種系列的月球探測器－徘徊者號、月球軌道環行器和月球勘探者號。從 1961年8月～1965年3月，美國先後向月球發射了9顆“徘徊者號”探測器，它的主要目的是為了研究整個月球的外觀，測量月球附近的輻射和星際等離子體等，檢測月球軌道器，以便為阿波羅登月作準備。

“徘徊者號”最初的發射很不順利：1、2號探測器在進入地球軌道后，由於火箭不工作而重新墜入大氣層被墜毀；3號探測器的火箭運行過了頭，將它送到遠離月球37000千米的太空，成為一個遊星；4號的控制系統出現故障，它撞到月球背後的環行山上，被摔得稀爛；5號探測器因電源故障而毀壞，偏離月球750千米而失蹤；6號探測器的電視系統在發射時遭到電弧的損壞，在接近目標時才開機。但從徘徊者7號開始有了轉機，徘徊者7號順利地到達月球，它上面的6台電視攝像機向地面發回4300多幅電視圖像，這些圖像清楚地顯示出月面直徑小到3米的月坑和幾塊不到25厘米的岩石，這是首次電視直播月球表面的情況。徘徊者8號的飛行也很順利，它拍攝了更大範圍的月面地貌，為月圖的繪製填補了空白；徘徊者9號落進了月球的一個月抗中，首次將電視實況接入商業網路中，“徘徊者”8號和9號的飛行證明再月球上有很多可供登月艙著陸的平坦地方。

“勘測者”號探測器：由於“徘徊者”號探測器屢屢失敗，美國研製了另一種新型的月球探測器－“勘測者”號。在1965年5月～1968年1月，美國共發射了7顆“勘測者”號探測器。“勘測者”1號成功地在月球軟著陸，在月面停留了6周，總共向地面發回11237幅圖片。“勘測者”2號因登月的三台微調發動機中有一台未發動而墜毀於月面。“勘測者”3號向地球發回預著陸點及其附近地形的6300幅圖片，使用飛行前攜帶的鏟子挖掘土壤，深度達18厘米，通過觀察和讀數顯示月面的土壤與地球的海邊灘沙相似，適於登月艙著陸。“勘測者”4號在按程序著陸前的幾分鐘與地面失去了聯繫。“勘測者”5號配備了一台分析月球表土化學成分的儀器，採用放射性同位素方法分析了月球的土壤組成，“勘測者”6號發回了18006幅電視畫面，並作了第一次土壤化學分析；“勘測者”7號實地地調查了“阿波羅”飛船的登月點和具有代表性的月面，發回了21000幅圖片，證明勘察的一些地區有足夠的支撐硬度，可以保證載人的“阿波羅”飛船降落，但照片中也顯示月面上有一些碎石，可能妨礙載人著陸，這些情況對“阿波羅”飛船的降落十分重要。

月球 軌道飛行器：在同一時期，為了“阿波羅”登月，美國啟動了“月球軌道飛行器”計劃，它的主要目的是在繞月軌道上拍攝月球表面的詳細地形照片，為“阿波羅”飛船選擇最安全的著陸點。1966.8～1968.1的一年中，美國發射了5顆“月球軌道飛行器”，它們對月面99%的區域進行了探測。拍攝了大量高解析度的照片，選出了10個可供“阿波羅”飛船著陸的候選登月點。同時，它們還獲得許多月球表面的放射性、礦物含量和月球引力場等有用數據。