美国宇航局重返月球，探索月球起源并激励新一代

美国宇航局将再次重返月球，发射两艘航天器，通过研究月球内部和引力场，了解我们最亲密的同伴的起源。但除了新的月球科学之外，重力恢复和内部实验室 GRAIL 还将有助于巩固美国宇航局在月球探索方面的遗产在公众心目中的形象。

GRAIL A 和它的孪生姐妹 GRAIL B 定于周四上午搭载 Delta II 火箭从卡纳维拉尔角空军基地发射。发射窗口于美国东部时间上午 8:37 开启，不过据 NASA 称，未来几天的天气情况不太乐观。到达月球后，两台洗衣机大小的探测器将编队飞行，仪器灵敏度足以探测到头发丝之间的距离。除了这些重力测绘仪器外，GRAIL 还将携带一种名为 MoonKAM 的设备——“中学生获得的月球知识”。

通过从全国各地的学校登录，学生们将能够虚拟地在月球表面几英里处滑行，扫描苍白的泥土，寻找陨石坑或可能是未来可能成为月球家园的开阔平原。学生们可以通过研究 MoonKAM 网站上的地形图来选择目标区域，并将其发送到 NASA 的 MoonKAM 运营中心。这些图像的分辨率相当高，但它们不会接近月球勘测轨道飞行器的能力，正是它拍摄了我们本周看到的阿波罗登陆点的快照。但这不是重点，麻省理工学院地球物理学教授兼任务首席研究员 Maria Zuber 说。

“如果学生拍摄了表面的图像，那将是一种真正具有变革性的体验。你可以打赌，聪明的孩子会花时​​间坐下来弄清楚如何使用这个软件，”她在一次采访中说道。

每艘航天器都将携带一套数码相机，相机上有四个摄像头，一个指向前方，两个指向下方，一个指向航天器轨迹的后方。它们可以捕捉高达 30 fps 的视频和静态图像，并将它们下传到加州大学圣地亚哥分校的项目控制中心。该项目与 Sally Ride Science 公司合作，该公司由美国第一位进入太空的女性 Ride 创立。

祖贝尔和其他任务科学家（其中许多人都有子孙）希望月球图像能够激励新一代月球科学家——他们将像他们一样明白，月球的历史对于了解地球的历史至关重要。

祖伯说，月球上有着永恒不变的山脉和陨石坑，是早期地球的一个很好的替代物。了解月球的形成过程可以揭示地球和其他类地行星形成背后的地质过程。就在上个月，加州大学圣克鲁斯分校的研究人员表示，月球可能曾经有一个较小的兄弟，它在一次碰撞后被吸收了。Grail 将揭示这个问题，并解释月球是否有一个熔融的内核，这将提供更多关于它如何凝聚的信息。

祖贝尔表示，Grail 将解答月球这一更大谜题的一些部分。

“如果你考虑一下你的家人、朋友和你最了解的人，如果你只看到他们的外表，你就无法真正了解他们，”她说。“如果你真的想了解他们，你就想了解他们的内心，这就能告诉你他们的一切。”

Grail 具有几个独特的特性，可帮助它实现这一目标。该航天器基于一颗名为 XSS-11 的机密军用卫星，该卫星旨在演示卫星会合机动，这有助于任务规划人员设计一个可以协同工作的系统。它的航空电子设备仿照火星勘测轨道器，这是一项成功的测绘任务，目前仍在发回数据。Zuber 说，之前的重力测绘任务，包括重力恢复和气候实验，也有助于了解该项目的一些目标。

Grail 的仪器非常灵敏，可以测量每秒几十分之一微米的变化，这是地形变化导致的微小差异。但这种微小的差异也可能由其他现象引起，例如太阳风和航天器油箱中晃动的燃料。Grail 科学家也必须考虑到这一点，因此他们让 Grail A 和 B 经过漫长而迂回的路线，以便在进入轨道之前燃烧尽可能多的燃料。

探测器将于 2012 年黎明抵达月球，其中一个将于 12 月 31 日抵达，另一个将于 1 月 1 日抵达。它们将用大约两个月的时间同步轨道，一旦一切就绪，探测器将用三个月的时间进行重力测量。祖贝尔说，整个任务将于明年 6 月完成。此后不久，航天器将坠毁在月球表面——但在此之前，它们会将照片发回给学生。

祖贝尔表示，尽管圣杯号的主要任务是绘制月球重力场地图，但它能完成的远不止这些。

“获得重力任务的资助非常困难。你肯定必须有全局观，”祖贝尔说。对于 NASA 来说，这可能意味着不仅仅是科学。