遐想之月
這是月球軌道探測器在1966年拍攝到的月球和地球
無論是古代人類，還是現代人類，抬頭都能看到月球，在古代，有很多關於月球的美麗傳說，幾乎所有古文明都不約而同的，對月球有很多遐想，也有很多寄託。確實，月球對我們來說太重要了，如果沒有月球，地球上的生命將無法存活，或者說壓根就沒有生命。一切都是剛剛好，月球陪伴了我們數十億年，可是我們似乎對月球一點也不了解。
直到現代科學和太空探索領域的興起，各國探測器都在月球著陸了，甚至還有載人登月等任務攜帶了月球的樣本回到地球……月球似乎不再是高高在上的充滿遐想的藝術載體，更是人類未來的夢想與期望。對於人類來說，月球是獨一無二的，但是在太陽系中，甚至在整個宇宙中，月球只是一個普通到不能再普通的衛星。
科學之月DSCOVR衛星上的光學攝像頭捕捉到的月球飛越地球的獨特景象
隨著太空領域技術的不斷進步，人類不滿足於地球搖籃的優越環境，我們想要挑戰更多不可能，比如在月球長期定居，開採未來能源等等。過去的經驗告訴我們，地球和月球還是很相似的，只不過月球沒有全球磁場，進而沒有大氣等等氣候條件，不適合生命久居。但是月球畢竟也是一顆岩石星球，我們通過適當的保護手段就可以在月球永居，不過在這之前，我們還是要全面了解一下月球。
月球起源爭論
首先我們要了解的就是月球的起源，過去關於月球起源最著名的理論被稱為撞擊理論。該理論內容是在太陽系形成大約1.5億年後，一個名為Theia的大約火星大小的行星與地球相撞。撞擊地球之後產生了很多碎片，之後的數億年之間，碎片凝結成了月球。
月球起源示意圖
不過現在，一項新的研究與撞擊理論有了矛盾。科隆大學地質與礦物學研究所的科學家進行的新研究表明，月球比撞擊理論的時間線更早。他們使用了極其精確的電感耦合等離子體質譜法，對阿波羅登月樣品的化學分析，結果表明月球是在太陽系形成之後的5000萬年而不是1.5億年形成的。所以到目前，月球是如何起源的，科學界還沒有定論。
月球地貌及淺層情況
早期的天文學家觀察月球的時候可以看到暗點，也就是我們說的隕石坑，所以在一開始，天文學家觀察月球的時候就知道月球是有土地的。亞里士多德的觀點是當時公認的理論，他說月球是一個完美的球體，而地球是宇宙的中心。當伽利略用望遠鏡觀察月球時，他看到了崎嶇不平的山脈，還有密密麻麻的隕石坑，他還看到了山脈如何投射太陽陰影等等。伽利略還利用投射的陰影，計算出了月球山峰的高度。最終伽利略得出的結論是，月亮與地球很像，因為它有山脈，山谷和平原。
阿波羅17號宇航員Harrison Schmitt在大型巨石陰影下收集了月球細塵樣本，巨石陰影地保護了月球細塵免受太陽風活動轟擊的影響
那麼月球表面到底有什麼呢？現在我們在看月球的時候，首先看到的就是隕石坑。月亮上滿是隕石坑，隕石坑是在流星撞擊其表面時形成的。它們可能有中心峰和梯田狀壁，並且撞擊（彈出）產生的物質可能會從隕石坑中丟擲，形成一種更密集的間接隕石坑。除此之外，就是伽利略觀察到的山脈，山峰還有一望無際的平原等等。
玉兔二號團隊使用高頻探地雷達將無線電訊號傳送到月球深處，500MHz的高頻通道到達了月球地下40米的深度，這些資料使研究人員能夠開發出地層的近似影象。之後研究人員將雷達影象與斷層影象資料的地下定量分析相結合。他們得出的結論是，月球淺層地下基本上是由高度多孔的顆粒材料製成的，其中嵌入了不同大小的巨石
月球表面有土丘，高地，山峰，火山口，隕石坑等地貌結構，這些隕石坑伴隨著的撞擊過程在塑造月球地貌中起了重要作用。由於月球沒有實質性的大氣層，具有40億年曆史的地殼保留了撞擊的歷史，因此，月球的隕石坑還可以提供有關地球和月球歷史的線索。另外，研究月球的地殼及其大氣層揭示了有關月球起源的祕密，也揭示了未來的月球能源。科學家需要這些資訊來計劃未來的登月任務，並考慮在月球居住的可行性，這就是我們為什麼要研究月球。
阿波羅15號宇航員James Irwin拍攝的月球表面照片，這是在月球一個名為Swann Range山脈拍攝到的
既然月球擁有高山盆地，還有那麼多的隕石坑，那麼月球也一定擁有土壤嘍？其實月球是沒有真正的土壤的，因為月球的細塵裡面沒有任何生物的。當年阿波羅宇航員攜帶了月球細塵返回地球，經過實驗發現，這些細塵其實是玄武岩和非正長巖輻射崩解的結果，是由多年來持續的太陽及星際帶電粒子的轟擊造成的。在持續的轟擊過程中，月球細塵顆粒的尺寸也越來越小。
如此看來，月球雖然也是一顆岩石星球，可是和地球是完全不一樣的，月球沒有土壤，只有細塵。由於月球沒有大氣，所以斑痕累累，因為沒有氣候活動幫助月球撫平傷痕。剛才我們一起觀察了月球細塵，月球隕石坑等月球表面的地貌結構，接下來我們一起來看看月球的深層地質結構。
這些是阿波羅11號任務收集到的月球樣品，編號S69-54827。在光學顯微鏡下我們可以看到各種不規則形狀的凝集物細塵，其玻璃化表面覆蓋有小的細塵碎片
深入其中，月球地殼與月磁問題
月球地殼由多種主要元素組成，包括鈾，鉀，氧，矽，鎂，鐵，鈦，鈣，鋁和氫。月球表面在受到宇宙射線的轟擊時，每個元素都會以伽馬射線的形式反彈回太空。某些元素（例如鈾鉀）具有放射性，會自行發出伽馬射線。另外，每個元素反射的伽馬射線都互不相同，就好像我們的指紋一樣，他們會各自產生唯一的光譜特徵。所以天文學家就是利用這種光譜特徵配合測地雷達來監測月球內部結構元素的組成。
了解了月球地殼，天文學家們將繼續深入研究月球地質，這其中就涉及到了月球磁場。通過月球軌道衛星繪製月球地磁場的全球位置，強度和方向，天文學家可以了解有關月球磁場與表面硒學之間關係的更多資訊。科學家們認為某些月球表面特徵可能具有磁性，和火星一樣，月球的淺層結構可能擁有磁性，但是內部的全球磁場已經完全消失了。
月球全球磁場地圖，艾特肯盆地（左下）和月球的相對半球（右上）磁場圖
這些零星的磁場區域與地球相比，強度小很多。分析月球磁場強度的資料還可以提供有關月球核的大小和月核電導率的資訊，這些資料將有助於科學家更好地了解月球的起源。可以舉一個例子，如果月球核心包含的磁性元素（例如鐵）比地球多，那麼撞擊理論將失去可信度。
能源之月說起月球，我們想到的月球最有價值的能源就是氦3了。由於月球的表面不受大氣層的保護，因此月球一直暴露在太陽風粒子中，太陽風粒子活動會攜帶氫原子核和氦粒子持續轟擊月球表面。氦的一種自然變體是促進核聚變反應的理想材料，當科學家對聚變有了更透徹的理解並可以實際執行這種反應時，月球上的氦3將成為無價資源，另外，月球也是迄今為止天文學家發現的太陽系中氦3的最佳來源地。
現在所有核電廠都利用核裂變產生能量，核裂變反應堆涉及鈾核分裂，這個過程會釋放能量，還會產生放射性核廢料等等，非常不安全。40多年來，科學家一直致力於通過核聚變創造核能而不是核裂變。在當前的核聚變反應堆中，氫同位素和氘被用作燃料，當它們的原子核融合以產生氦和中子時，原子能會被釋放。核聚變有效地利用了為太陽和其他恆星提供能源的同一型別能源，並且這個過程不會產生核廢料。
但是，由氫同位素和氘為燃料的核聚變反應堆過程會導致大量能量損失，並且極難控制。想要應用的一種可能是在聚變反應堆中使用氦3和氘作為燃料，當氦3和氘融合時，所涉及的核反應會產生正常的氦和質子，從而浪費更少的能量並且更易於控制。因此，使用氦3的核聚變反應堆可以提供一種高效的核能形式，幾乎沒有浪費，也沒有輻射。
未來之月
月球不僅詩情畫意，充滿了寄託與美好的願望，在未來更擁有無限的科學價值，各國研究月球，了解月球是為了了解距離我們最近的天體的起源，進而了解地球的起源。為未來著想，月球上擁有核聚變的理想能源，所以月球無論是科學價值還是未來的能源價值都不可估量。現在各國正在制定相關的登月計劃或者開採計劃，因為大家都知道核聚變能源，甚至是小型核聚變的大規模商用對全人類來說意味著什麼……