二十年后的月球上：除了美国人、中国人，可能还有印度人？

二十年后，月球表面会留下哪些国家的脚印？除了早已登月的美国和稳步推进探月工程的中国，印度会不会也成为其中一员？

要回答这个问题，先要弄清一件事：为什么越来越多国家把目光投向同一片区域，也就是月球南极。

人类正在重新掀起登月竞赛。2023年8月23日，印度月船3号着陆器成功降落在月球南极附近，开始为期约半个月的科学探测。

印度由此成为史上第四个在月球表面实现软着陆的国家。这也是21世纪以来，除中国嫦娥系列之外唯一成功的登月任务。

为了庆祝，印度把着陆点命名为“湿婆神之力”。

竞赛的热度还在上升。美国宇航局曾预估，十年之内，世界各国的月球任务加起来将超过100项。

在如此密集的规划中，后来者印度格外引人注目。它能否从无人探测一路走到载人登月，让本国航天员也站上月面，成了许多人关心的问题。

这个问题的答案，和月球南极的特殊价值紧密相关。

月船3号选择南极并非个例。按照规划，印度与日本合作的月船4号、中国的嫦娥7号和嫦娥8号，乃至美国阿提米斯计划的首次载人登陆，地点都定在月球南极。

那里没有挖不完的石油，也没有数不清的黄金，更没有外星文明留下的神秘装置。各国真正想找的，是地球上再普通不过的水。

人类的生存离不开水，饲养家禽家畜、灌溉农作物也离不开水。到了太空中，水的用途更多。

水经过电解得到的氧气可以供人呼吸，分解出的氢气可以作为火箭引擎的燃料。人类如果想走出地球、成为跨行星物种，稳定充足的水资源供给就是最核心的条件之一。

没有水，任何长期驻留的设想都无从谈起。

问题在于，地球上的液态水虽然丰富，人类对水的需求量却极其庞大。如果所需的水全部要从地面用火箭送进太空，成本将高得惊人，长期驻留更难以为继。

因此，直接开采和利用太空中原本就存在的水资源，才是既合理又经济的选择。这也是各国在设计登月路线时，把“找水”放在首位的原因。

所以，各国在把人送上月球之前，先把探测重点锁定在月球南极，核心目标就是寻找水。如果月球上确实有可观的水资源，人类就有条件在月球建立永久基地，不必事事依赖地球补给。月球也将成为人类航向广袤星海途中的第一片绿洲，为更远的深空旅程提供中转和补给。

然而，月球没有大气层保护，表面昼夜温差超过200度，真的会有水吗？没有大气层，液态水在月球上要么蒸发散逸，要么在低温下结成冰，很难以液态稳定存在。

即便是固态的水冰，在炽烈的阳光照射下也会直接升华。因此，月球表面绝大部分地方几乎是没有水的，这也是人们长期以来的印象。

转机藏在月球的运行方式里。月球的公转轨道与地球绕太阳公转的黄道面几乎平行，夹角只有5.145度。

也就是说，无论月球运行到哪个位置，阳光总是直射在赤道附近，照到两极的阳光非常倾斜。如果南极点附近恰好有足够大、足够深的陨石坑，坑底的阴影区就永远照不到阳光，这些地方被称为“永久阴影区”。

由于常年不见阳光，永久阴影区里的水冰可以保存数十亿年之久。不过，具备保存条件不等于一定有水，那里究竟有没有水冰，含量又有多少，都需要实际探测来回答。

各国的探月任务正是在这样的背景下陆续登场的。它们并非一时兴起，而是建立在几十年科学积累的基础之上。

过去很长一段时间里，“月球上没有水”的看法深入人心。直到20世纪90年代，科学家才陆续从越来越多月球探测器的数据中，发现水可能存在的蛛丝马迹。

这些线索起初零散而模糊，却让科学界开始认真对待月球有水的可能性，并着手设计更直接的验证手段，把目光对准了极区那些终年黑暗的陨石坑。

其中一次重大进展发生在2009年。那一年，美国宇航局用擎天神5号火箭同时发射了两个探测器：月球勘测轨道飞行器LRO，以及月球坑观测和感测卫星LCROSS。

前者是一颗绕月卫星，负责长期观测；后者是一个撞击探测器，任务是直接“砸”进月面，看看永久阴影区里到底藏着什么。

发射后，LRO先与火箭分离进入月球轨道，仍连在火箭第二级上的LCROSS则随之飞向南极永久阴影区之一的卡比厄斯环形山。撞击前数小时，LCROSS与第二级火箭分离，后者以每秒2.5公里的速度撞入阴影区，扬起大量月表物质。

LCROSS随即飞入这片物质云检测成分，6分钟后同样撞上月面。

就在这短短6分钟的“牺牲”里，LCROSS收集到的数据向科学家证明，南极永久阴影区中确实存在水冰，还含有汞、镁、钙、银、钠等多种有用物质。

这是人类第一次以撞击取样的方式，直接确认月球阴影区里藏着水冰，也让月球南极从一个科学猜想，变成了真正值得争夺的资源宝地。

在这条证据链上，印度也贡献了重要一环。月船1号是印度第一个月球探测器，执行的是环绕探测任务，虽然最终与地面失联，但印度空间研究组织表示其已完成95%的探测任务，不仅获取了重要观测数据，还传回了月球两极水冰的光谱证据。

结合LCROSS、克莱门汀号、LRO等探测器的遥测资料，人类终于掌握了月球有水的确切证据。

时至今日，月球表面，尤其是极区永久阴影区中存在水冰，已经是科学界的共识。但水冰究竟有多少、分布在哪里、以什么形态存在，仍然需要在月面上实地考察才能弄清。

为此，美国宇航局专门设计了一辆名为VIPER的月球探测车，中文常被称为“毒蛇”，准备深入南极，对当地的水冰进行近距离调查。

VIPER搭载了四台主要科研仪器。第一台是中子光谱仪，通过侦测月表中子辐射的能量分布，了解地下氢原子的分布状况，进而推测水冰含量。

第二台是近红外挥发物光谱仪，用近红外光照射月表，从挥发物的光谱中分析化学组成，还能判断水是以结晶态冰、非晶质冰，还是以氢氧根离子的形式存在。

第三台是质谱仪，借助电场分离不同荷质比的物质，不仅能知道月表有哪些元素，还能分辨氘和氢、氧-18和氧-16等同位素的含量，这对追溯水的来源至关重要。

第四台名为TRIDENT，简单说就是一个装有温度计的钻头，能从月面下约一米处钻取10厘米长的岩芯，为其他仪器提供样品。此外，VIPER还配有一对立体视觉摄影机，为导航提供参考。

有了探测车，还得决定把它送到哪里。首先，那里必须可能有水；其次，地表起伏和材质要合适，过于陡峭的山壁显然不是好选择；同时，探测地点还必须能与地球直接建立通讯，确保数据能及时传回。

这几项条件叠加在一起，能满足要求的地点其实并不多，选址本身就是一项复杂的工程。

更关键的是能源问题。VIPER由太阳能驱动，探测地点不能长时间缺乏日照，否则探测车不仅会因缺电停摆，还可能在长时间的酷寒中损坏。

进入休眠的月船3号就是一个例子：它在设计上没有为度过漫长的月球夜晚做准备，任务时间从一开始就被限制在两周左右，难以对南极展开更长期的调查。

综合各项条件，科学家选定了月球南极诺比勒陨石坑西侧的高地作为VIPER的任务地点。这里虽然不是严格意义上的永久阴影区，但既有日照，日照时间又足够短，短到地下仍可能保存水冰。

VIPER在设计时就考虑了电力与保温，可以经历三个休眠期度过月夜，执行至少100天任务，调查当地的水冰以及二氧化碳、二氧化硫等挥发物。

当然，从无人探测到载人登陆，中间的距离依然遥远，即便是航天强国也不例外。截至目前，美国宇航局的阿提米斯计划仅实施了阿尔忒弥斯1号任务，即由SLS运载火箭搭载猎户座飞船开展无人飞行试验，而且飞船返回时还出现了隔热罩受损的情况。

重返月球的每一步，都需要反复验证技术，容不得半点侥幸。

从月船1号的环绕探测，到月船3号在南极附近成功软着陆，印度的探月工程确实一步步取得了进展。

不过，距离印度计划的登月时间还有14年左右，这么长的周期在许多人看来恰恰说明难度之大，不少人认为未必能如期实现。能否在二十年内把本国航天员送上月面，仍要看它能否持续攻克一系列关键技术。