▲艺术家眼中的中国月球空间站

月球上的科学活动
月面天文观测
人类为了观测宇宙更遥远的天体细节，不断摸索并制造着更大更精密的望远镜 。 迄今为止，人类计划修建的最大光学望远镜“欧洲特大天文望远镜”（E-ELT）位于智利海拔3060米的阿塔卡玛高原上，直径将达42米，自重5.5吨 。 这架巨型光学望远镜将首次直接观测围绕遥远恒星轨道运行的行星 。 并通过其大气成分来推断那些行星是否曾经存在过生命 。 但是这样大的望远镜设备自选址到最终实际观测整个过程中都面临诸多挑战 。 能否达到望远镜设计要求还取决于地球大气层扰动等自然因素的影响，并且在地球上要想找到一块像阿塔卡玛沙漠这样较为理想的观测场地实非易事 。 如果利用月尘提取出的物质在月球上直接制造望远镜，再加上月球表面低重力、大气稀薄等物理特点，望远镜光学性能和观测效果可想而知 。 对于月球上架设射电和光学望远镜目前科学界虽有不同意见，但这必将是未来天文观测又一技术创新点 。 目前如在月面开展长期天文观测，还需要克服陨石及高能宇宙射线粒子或太阳风对望远镜的破坏 。



▲嫦娥三号月基光学望远镜拍摄到的近紫外波段天龙座部分天区星空图象 。 这台随嫦娥三号探测器登月的月基望远镜焦距200mm，主要用于极紫外光学波段天文观测，望远镜总质量13.5kg（图片来源：CLEP）



▲宇航员在月面放置天文望远镜时场景想象图[图片来源：NASA]
月面上的地质活动观测
“明亮”的月陆和“暗淡”的月海——两种主要地形构成了月表世界 。 月球正面主要以月海为主，其中不乏“风暴洋”、“雨海”这样著名的月海 。 月球背面则以陆地为主，其中就有以齐奥尔科夫斯基名字来命名，直径达到180千米的大型撞击坑 。 根据计算，月面上直径大于1米的撞击坑数量有近3万亿个，并且这个数字还在继续不断地增长中 。 这其中有的撞击坑的演化不仅受到外部撞击的影响，它们的形成不同程度上还受到来自月球内部的作用 。 如此庞大的撞击坑样本库为我们研究月球地质演化提供了丰富而生动的资料 。 对于月球地质地形的研究也将对未来月球基地建设大有裨益 。



▲月球表面撞击坑内测峭壁上的滑坡现象[图片来源：NASA]

月球上的生物学研究



▲国际空间站（ISS）植物无重力环境下生长模式实验[图片来源：NASA]
人们一般认为植物之所以“地上开花结果，地下根系发达”是因为重力因素所导致的植物生长模式 。 重力在植物生长的整个过程中会提供生长方向“提示” 。 但是国际空间站的一项“光照对植物生长影响”实验却改变了我们对植物生长模式的认识 。 科学家发现这些在宇宙低重力环境中的植物依靠光的指引选择了根芽背向生长的模式 。 而导致植物根系遵循与地面上相同生长模式的原因是受了植物体内生长激素所含的“辉光基因”影响，正是这种基因“告诉”植物利用光来代替重力而形成“上下差异” 。 以往宇航员在空间站中因为低重力环境可导致肌肉萎缩和生物钟紊乱，这类困扰人类宇宙探索的宇航医学问题在月球上将会得到更好的跟踪研究与解决 。

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