本文轉自：解放日報

爲月球“畫像”，難度有多高

肖雅文

視覺中國供圖 近日，我國正式發佈了全球首套高精度月球地質圖集。這套地圖集基於嫦娥工程科學探測的數據進行繪製，是目前精度最高的全月地質“寫真集”，可以說，月球從未如此清晰！

在文明的演進過程中，月球的“真面目”始終激發着人類的好奇心，從早期的科學繪畫、月球攝影，到如今實地勘測，人類一直嘗試利用各種方法科學描繪月球的樣貌，並由此開啓探索月球的旅程。

本報記者 肖雅文

從神話與幻想中走來

千百年來，月球始終是人類幻想與靈感的源泉之一。古今中外，關於月亮的神話傳說數不勝數。在古希臘，有月亮女神塞勒涅；在中國，“嫦娥奔月”的故事家喻戶曉。

這種對月亮的好奇，也催生出了人們對月亮的初步觀察和描繪。

馬王堆漢墓曾出土過一張關於月球的圖，圖中繪有兔和蟾蜍。東漢文獻中也有記載：“月之獸，兔和蟾蜍。”這說明早在公元前200年，古人已經開始對月球進行描述，並繪製了早期的月球圖。

在西方，約公元90年，古羅馬文學家普魯塔克也開始通過肉眼觀察對月球進行描述，他推測認爲，那些月亮上的斑點便是山和峽谷的陰影。

16世紀，隨着科學技術的發展，人們對月球的認識開始從神話幻想走向現實。1505年，達·芬奇憑肉眼觀測繪製出第一張月球圖片。根據他的推測，月球上明朗的部分是水，黑暗的地方則是陸地。

在這一時期，許多學者對月球的討論都集中在了“月球上是否有海洋”上，人們認爲月球上面應該有海洋的位置。科學家們如今也真的保留了“月海”這一名稱。

1609年，當伽利略得知荷蘭的眼鏡商漢斯·利伯希發明瞭望遠鏡後，他便開始嘗試使用自制的改良望遠鏡觀測月球。

而伽利略把望遠鏡對準月球的那一刻，被科學史專家稱爲“人類罕有的改變宇宙、破除古老猜測和偏見的時刻”。從那一晚開始，人們從伽利略繪製的草稿中第一次看見了“現代的月球，一顆剝離了象徵和神話的星球……”。

伽利略撰寫的《星際信使》記錄了月球表面的各種形態，其中不僅包括山脈、峽谷等地球上常見的地貌，還有多處環形山，這正是月球的顯著地貌。該書中的月球地圖也是人類歷史上首次對月球進行繪製並面向所有人發表的圖像。

在這之後，歐洲掀起了一股觀測月球並繪製月球圖像的熱潮。1647年，波蘭天文學家約翰內斯·赫維留髮表了月球輿圖。這是一部完全致力於傳播月球知識的著作，但仍然保留了諸多神話元素，例如本書以希臘神話中月亮女神塞勒涅之名來命名，並在一幅月球地圖周圍留下了“智天使”使用望遠鏡的圖案。

伴隨着望遠鏡技術的快速發展，人們對繪製地圖的要求變得越來越高。1837年，德國天文學家威廉·比爾和地理學家約翰·海因裏希發表了《包含整個月球半球可見的月面圖》，400多頁的地圖中包含了豐富的細節和詳細的座標，成爲手繪月球地圖的巔峯。

掀開月球的面紗

從15世紀到19世紀上半葉的很長一段時間裏，描繪月球的主流方式都是目測手繪。這一方式不僅需要耗費大量的時間、精力，還需要繪製者具備相當的科學知識。

直到19世紀30年代，攝影技術被髮明，照片成爲新的月像載體。

但彼時攝影鏡頭無法捕捉到幽暗的光線和移動的天體，因此該技術並未被廣泛應用。儘管如此，1840年，時任紐約大學醫學院教授的德雷伯還是拍下了人類歷史上第一張月球照片。然而，由於早期相機曝光時間長，月球又在不停移動，他必須不停地移動鏡頭以保持對焦。

德雷伯並不是最早拍攝月球照片的人，但他是第一個拍出月球細節的人，並第一次拍下完整的月球圖像。

另外，由於在19世紀中葉以前，照片複製十分困難，而在地球旋轉情況下拍攝月球也有很大難度，相機很難捕捉望遠鏡下看到的細節，因此，公衆很少能看到清晰的月球照片。爲了進行科普，英國天文學家詹姆斯製作了精細的石膏模型，並於1874年發佈了模型的照片，這組模型在當時被認爲是有史以來月球最可信的再現。

直到20世紀50年代，攝影技術獲得了巨大的進步，人們纔開始真正將目光移向天體攝影。

1960年，行星科學家傑拉德·柯伊伯開始將攝影技術大範圍應用於月球研究，他發表了《月球攝影地圖集》，該圖集成爲太空時代之前人類掌握的最標準的月球地圖。

同一時期，柯伊伯在美國亞利桑那大學建立了月球與行星實驗室，開展了一系列月球研究，爲美國製作月球航天圖及月球地質地層圖奠定了基礎。

太空時代的“數字化”

1957年，隨着第一顆人造衛星發射升空，人類進入了太空時代，在此後的半個多世紀中，空間探測器所揭開的月球謎團比此前人類的所有觀測所得都要多。

1959年，蘇聯連續發射了三個月球探測器。其中，月球3號探測器首次成功拍攝到了月球背面的照片。這個探測器證實，儘管月球的背面常常爲人理解成“暗面”，但事實證明，月球背面所接收到的太陽光照和正面的一樣。

與此同時，美國先後發射了先驅者、徘徊者等月球探測器。1968年，“阿波羅8號”飛船進入繞月軌道，這是人類歷史上第一次離開近地空間，近距離觀測月球。從1969年7月至1972年12月，美國宇航員還先後完成6次登月。

然而，在“阿波羅計劃”之後，人類對月球的觀測就沒有離開過近地空間。

到了21世紀，中國正式開展名爲“嫦娥工程”的月球探測工程。2008年，嫦娥一號所拍攝的全月球影像圖成功發佈。到2020年，中國完成了“繞月探測、落月探測、月球採樣返回探測”的“三步走”戰略，對月球進行了全球普查、區域詳查和精查。

與此同時，中國月球探測工程首任首席科學家歐陽自遠院士發現，長期以來，國際上使用的月球地質圖，主要是基於美國“阿波羅計劃”獲取的數據和資料。隨着月球探測研究的加速發展，這些月球地質圖已明顯滯後。因此，他提出開展新的月球地質圖編研的設想。

此後，來自中國科學院地球化學研究所、吉林大學、山東大學等多家單位的科研人員組成的編研團隊“十餘年磨一劍”，繪成了一套高清“寫真集”。2024年4月21日，世界首套高精度月球地質圖集正式發佈。

得益於嫦娥工程科學探測數據的高精度，中國這套月球“寫真集”的比例尺爲1:2500000，精度達到此前月球全月地質圖的約2倍。

中國科學院地球化學研究所研究員劉建忠介紹：“目前，該圖集已集成至我國科學家搭建的數字月球雲平臺上。”未來，中國還將編制更高精度的月球地質圖，服務於月球科學研究、科普教育以及我國月球探測工程。

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