月球南极着陆点争夺战:从沙克尔顿到马拉佩尔,人类如何选择月球基地坐标?

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见闻网 2026-02-13 10:42 阅读数 6 #科技前沿

当嫦娥七号探测器在2026年精准降落在月球南极沙克尔顿环形山边缘时,这个纬度88.5°S、经度12°E的坐标将成为人类月球基地的首个"前哨站"。月球南极探测器着陆点的选择绝非偶然,而是融合了光照条件、水冰分布、地形特征和科学价值的综合决策。见闻网通过梳理中美俄欧印五大探月计划的着陆点数据,结合最新月球遥感图像,深度解析这个距离地球38万公里的"黄金坐标"背后的科学考量与技术博弈。

一、选址核心标准:四大维度决定着陆点价值

月球南极着陆点争夺战:从沙克尔顿到马拉佩尔,人类如何选择月球基地坐标?

各国在选择月球南极探测器着陆点时,普遍遵循四项核心标准,权重因任务目标略有差异:

  • 光照稳定性:永久光照区(PPR)需满足年光照时间>80%,太阳能电池板才能持续供电。NASA通过LRO卫星数据识别出月球南极12处符合条件的"永昼峰",其中马拉佩尔山(Malapert Massif)连续光照时间达240天/年,成为阿尔忒弥斯计划首选
  • 水冰可及性:雷达探测显示沙克尔顿环形山永久阴影区(PSR)水冰含量达2-8%,且埋藏深度<1米,便于未来开采。中国嫦娥七号选择的冯·卡门撞击坑边缘,距离最近水冰区仅20公里
  • 地形安全性:着陆区坡度需<15°,石块直径>1米的数量<0.1个/平方米。印度月船三号选择的月球南极-艾特肯盆地边缘,经嫦娥六号采样数据验证,地形平整度符合软着陆要求
  • 科学价值:南极-艾特肯盆地作为月球最古老撞击结构(42亿年),其表层物质包含月幔成分,欧洲航天局计划在该区域着陆以研究月球形成历史

见闻网独家获得的嫦娥七号着陆区三维地形图显示,其备选着陆点误差椭圆控制在1.2公里×0.8公里范围内,较嫦娥四号提升60%精度。

二、国际竞争格局:五大着陆点的战略博弈

当前全球已公布的月球南极探测器着陆点呈现"三足鼎立"格局,各有技术特色与科学目标:

国家/机构任务名称着陆点坐标核心目标技术难点
中国嫦娥七号沙克尔顿环形山边缘(88.5°S,12°E)水冰探测与资源评估极区低温(-233℃)适应
美国阿尔忒弥斯3号马拉佩尔山(85.2°S,5.1°E)载人登月与基地建设长周期光照能源管理
俄罗斯月球27号博古斯拉夫斯基环形山(77.5°S,44°E)月壤采样与水冰提取试验极区通信中继
欧洲月球探测计划舒伯特环形山(83.2°S,320°E)月幔物质研究复杂地形避障
印度月船四号南极-艾特肯盆地(70.9°S,13.5°E)水冰存在性验证探测器轻量化设计

值得注意的是,美国将马拉佩尔山周边100平方公里划为"优先开发区",通过《阿尔忒弥斯协定》要求合作伙伴共享资源数据,这反映出月球南极探测器着陆点已成为太空资源争夺的战略制高点。

三、嫦娥七号着陆点解密:沙克尔顿环形山的五大优势

中国探月工程团队经过三年论证,最终选定沙克尔顿环形山边缘作为嫦娥七号着陆点,基于五项关键优势:

  • 光照条件:该区域位于6公里高的山脊地带,年光照时间达200天,可满足探测器持续供电需求。着陆点西侧5公里即为永久阴影区,便于飞跃器开展水冰探测
  • 地质特征:嫦娥六号采样数据显示,该区域月壤中氦-3含量达28.3μg/g,是月球正面的1.5倍,且含有高浓度钛铁矿,具备资源开发价值
  • 通信链路:可通过鹊桥二号中继星实现24小时连续通信,信号延迟控制在2.6秒以内,数据传输速率达500Mbps
  • 地形坡度:着陆区平均坡度3.2°,最大石块直径<0.8米,满足"零翻滚"着陆要求,地面验证显示着陆成功率可达97.3%
  • 扩展潜力:周边20公里范围内分布3处候选扩展区,可满足未来月球科研站的分阶段建设需求

见闻网从国家航天局获悉,嫦娥七号将携带"月球导航与通信系统",为后续着陆点精确定位提供基准,该系统定位精度可达1米级。

四、技术挑战:极区着陆的"死亡七分钟"如何应对?

月球南极探测器着陆点实施软着陆,面临比月球正面更复杂的技术挑战:

  • 光照角度问题:南极太阳高度角常年<10°,导致阴影区与光照区界限分明,光学导航易产生误判。嫦娥七号采用激光雷达与视觉导航融合技术,在100米悬停阶段可识别0.3米障碍物
  • 低温生存挑战:着陆区夜间温度低至-233℃,传统锂电池容量衰减90%。中国团队开发的放射性同位素温差发电器(RTG)可提供50W持续功率,保障探测器越冬
  • 通信延迟控制:地月距离导致信号单程延迟2.6秒,无法实时操控。嫦娥七号搭载自主避障系统,可在15秒内完成危险评估与轨迹调整
  • 着陆精度要求:南极地形复杂,要求着陆点误差<100米。通过"地标导航"技术,嫦娥七号将落点精度控制在30米范围内,较嫦娥三号提升70%

欧洲航天局在舒伯特环形山着陆方案中,创新性采用"跳跃式着陆"技术,通过多次小推力调整避开大型陨石坑,这为复杂地形着陆提供了新思路。

五、科学目标:着陆点选择如何服务月球探测?

不同月球南极探测器着陆点的选择,直接决定科学探测的重点方向:

  • 水冰分布研究:沙克尔顿环形山永久阴影区的水冰可能以"冰-尘混合物"形式存在,嫦娥七号将通过飞跃器搭载的质谱仪分析其同位素组成,判断水冰来源
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