你是否也曾在某個晴朗的夜晚，仰望星空，目光穿過深邃的宇宙空間，投向那顆離我們最近的星體——月球？
深空下的半月
這顆孤懸於夜空的星體，距地球384403.9公裡。
這是個怎樣的概念？地球上最高的山峰珠穆朗瑪峰海拔8848.86米，月球離地球的距離相當於4萬多個珠峰加起來那麼高。
自古以來，月球就是人類創作的靈感來源。
小時不識月，呼作白玉盤。
又疑瑤臺鏡，飛在青雲端。
（出自李白《古朗月行》）
古人以充滿想像力的筆調，為我們勾勒出一幅浪漫的月夜圖。
「嫦娥奔月」、「玉兔搗藥」、「吳剛伐樹」……小時候，我們耳濡目染有關它的傳說。
這一切，都催生了一個樸素的念頭：何不到月球上走一遭。
01
「路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索」
說起來容易做起來難。
自誕生以來500多萬年，人類活動範圍始終局限於地表。
1903年美國卡特兄弟發明世界上第一駕飛機，人類第一次掙脫地球引力的束縛，將足跡拓展至天空；
1957年前蘇聯發射世界上第一顆人造衛星，人類吹響了進軍外太空的號角；
1969年美國 「阿波羅11號」載人登月飛船登陸月球，人類第一次將自己的足跡留在月球表面。
我們中國人探月起步更晚。
一切還要從一次意外發現說起。
1958年中國地質找礦隊員在北緯25°6』N,東經107°42』E的位置發現了不少紅褐色有鏽痕的「鐵礦石」，令他們驚奇地是，把這些「鐵礦石」投入鍋爐中，怎麼都熔不了。
直覺告訴他們，這些「鐵礦石」肯定不簡單。於是，他們經過層層上報，最後找來一位業內專家進行鑑定。
年輕的專家拿到樣品後非常興奮。經過仔細研究，他認為所謂的「鐵礦石」其實是在天體裡形成的鐵鎳不鏽鋼，是一種「鐵隕石」，有很高的科研價值。這個意外發現，激起了他濃厚的興趣。
從那時起，年輕的專家開始有意識地搜集各類隕石，並利用高空氣球收集平流層中的宇宙塵埃，開展各類地外物質（隕石、宇宙塵、月巖）和比較行星學研究。
這位專家名叫歐陽自遠，那年他23歲。
40多年後，他將有一個在中國家喻戶曉的稱呼——「嫦娥之父」。
1978年，美國總統卡特的安全事務顧問布熱津斯基訪華，並帶來了一份珍貴的禮物——月巖石。
那時歐陽自遠已經在中國科學院地球化學研究所工作多年，得到這一消息後欣喜若狂，立刻組織多個實驗室準備深入研究。但當拿到樣品時，他才發現那塊石頭被澆築在有機玻璃盒內，表面上看有指甲蓋大小，但那是經過類似凸透鏡的玻璃放大後的效果，實際上要小得多，重量僅有1克。
很顯然，美國人帶這顆月巖石過來，更多是一種炫耀的心理，並沒有準備與中國科學家分享他們在月巖石內的發現。
北京天文館保存的0.5克月巖石
圖片由北京天文館提供
歐陽自遠只取了0.5克月巖石用作科學研究，將另外0.5克送到北京天文館。就是這小小的半塊月巖石，以歐陽自遠為首的科學家們進行了深入研究，將它的形成時間、構造結構、形成環境、成分等摸了個透徹，一共發表了14篇科學論文。
他們的研究細緻到什麼程度？
歐陽自遠不無自豪地說：「我們還可以確定這塊樣品來自阿波羅17號70017-291號巖石裡的一個小碎片。」
這種孜孜不倦、細緻專研的科學探索精神，就連美國人都感到吃驚。
在物質匱乏的年代，國家沒有多餘的財力和技術支持探月工程。正是有這樣一群時刻仰望星空，腳踏實地刻苦鑽研的人，憑著一股子不服輸的精神，克服了艱苦條件，花了整整35年為我國後面實施的探月工程進行了人才和知識儲備。
改革開放後，隨著我國綜合國力快速提升，探月工程得到了黨和國家領導人的大力支持。
1994年起，在歐陽自遠的極力建議下，「863計劃」專家組通過了他的一份正式科研報告。又經過近十年的反覆論證，2004年1月23日中國月球探測工程「嫦娥工程」全面啟動。
02
雄心未滅，可上九天攬明月
我國「嫦娥工程」分為「無人月球探測」、「載人登月」和「建立月球基地」三個階段。其中無人月球探測計劃，又分為「繞」、「落」、「回」三步。
在2004的月球探測規劃中這樣寫道：
繞 三年內，一顆屬於中國的衛星將開始繞月飛行，衛星命名為「嫦娥一號」。落 六年內，中國的月球車將在月面軟著陸，展開巡視探測。回 2020年，中國研製的機器人將把月壤樣品採回地球。中國探月三步走計劃
科學發現報有關中國探月計劃的報導
制定這樣一個計劃的背景，是前一年中國神舟五號成功將楊利偉送上太空，中國載人航天計劃取得巨大成功。此時推出「嫦娥工程」，是要乘勝追擊，爭取獲得更大突破，展現了中國航天人的勃勃雄心。
嫦娥五號往返月球過程詳解
圖片來源：@央視新聞微博
我們嚴格按照計劃，一步一個腳印堅定前進，隨著2020年12月17日凌晨，嫦娥五號攜帶2千克月壤順利返回地球，嫦娥工程第一階段任務勝利收官。
我們做到了!
在印度「月船2號」軟著陸失敗、以色列「貝雷特希」登月飛行器失聯、日本「月女神」「落月」計劃因技術和資金原因無限期擱淺的大背景下，中國成為繼美國1972年阿波羅17號載人登月後，唯一一個從月球上採回月巖樣本的國家。
在倍感自豪的同時，我們不禁要問，距離前往月球旅行到底還有多遠？
03
複雜的月球環境
無論月球探測還是月巖採樣返回，目的只有一個，那就是為將來的「月球基地」做知識和技術儲備。而人類想要在月球生存下來，離不開生命三要素的支撐：水、空氣和食物。
人類在月球南北兩極永久陰影區探測時，發現裡面存在著大量深凍水，每極可能含有100億噸的冰層。
月球礦物學繪圖儀繪製的圖像
藍色顯示水的存在
圖片來源於科學網
但這些深凍水開採難度較大。更簡單的辦法，是從月巖中的氧化巖和石膏內提煉水，另外，一些巖石中，還富含結晶水，這種水的提煉，以現有技術就能輕鬆做到。
圖片來源：NASA
水的問題解決了，那麼怎麼製造空氣又是一大難題。月球超真空的環境，根本沒有大氣層。
短時間登陸月球，人類可以靠著從地球上攜帶的氧氣生存。但如果是作為旅行，就必然需要更簡易製取空氣的辦法。
嫦娥四號著陸區背景圖
圖片來源於國家航天局官網
幸運的是，月壤中富含鈦鐵礦，如果對其進行處理，就可能生產大量可供人類呼吸和火箭推進劑所用的空氣。另外，月巖的主要成分是矽酸鹽，處理月巖，也可獲得大量氧氣。
嫦娥四號著陸區月壤的精細光譜
圖片來源於國家航天局官網
氧氣的製取，為生命存活提供了必要條件。自誕生以來45億年，月球上就不曾存在過生命。
嫦娥四號搭載的棉花種子在月球上培育成功
它是有史以來第一片在月球上生長的綠葉
圖片來源：重慶大學
我們可以利用人造陽光，使用含有鉀和鈣的特殊液體作養料，在月面種植糧食和瓜果蔬菜，多餘的食物，還可以用來養豬、牛和雞。但這一切的前提，是要建立一個抵禦月球惡劣環境的基地。
04
月球基地長什麼樣？
沒有大氣層的保護，人類在月球表面，就像一個稚嫩的嬰兒，裸露在可怕的宇宙環境當中。
太陽風粒子以每秒400千米的速度，形成衝擊波抵達月面；太陽宇宙射線爆發期間，會對人類造成致命威脅。
玉兔二號巡視器月面運動軌跡
它經受了月夜零下190多度極限低溫考驗
圖片來源於國家航天局官網
更可怕的是，月球晝夜溫差極大，月夜極限溫度可達零下190攝氏度，月晝溫度高達150攝氏度，而人類作為恆溫動物，正常體溫的上下波動一般只有0.5攝氏度，要想抵禦如此環境，單靠耐力顯然遠遠不夠。
這時，人類就需要一個庇護所——月球基地。月球表面有天然形成的洞穴、峽谷或隕石坑，其中一個方案，就是充分利用這些自然條件挖掘「窯洞」，用月壤的厚度屏蔽宇宙中各種輻射。
月球基地想像圖
真空的月球環境，會使材料產生放氣作用，因此揮發性材料如塑料、橡膠，不適合在月球環境中使用，建造月球基地的材料，必須能防止在超高真空環境下放氣，並且在極限溫度下保持材料穩定性。
嫦娥五號著陸器和上升器組合體全景相機
拍攝的五星紅旗
這面五星紅旗採用特殊複合材料
可在正負150攝氏度的溫差下不掉色
這時，我們就需要利用3D列印技術，將月壤列印成磚塊，省去從地球上運送建築材料的成本，解決建築老化過快的問題。
當然，想要在月球旅行，還需要考慮諸如月球重力場、磁場、流星體、月面地形地貌等多重因素。
儘管困難重重，但目前畢竟是自人類誕生以來，距離實現去月球旅行的目標最近的一次。
我們等待了500多萬年，也許還要再等十幾年甚至幾十年。
但是我們相信，在中國一大批優秀科學家的努力鑽研下，在中國綜合國力不斷提升的大背景下，我們一定能克服重重困難，將夢想變成現實。
有這個大前提，就沒什麼可以阻擋我們前進的腳步。
我們期待有天站在月球基地裡，抬頭仰望天空。
此時天空星光閃爍，波濤洶湧，來自宇宙深處的召喚掀起無聲的潮音。
所有聲音都將匯成一句鏗鏘有力的話語：
我們的徵途是星辰大海。