從(cong) 上世紀七十年代末期開始，多個(ge) 國家先後發射了數十顆專(zhuan) 門用於(yu) 測量太陽和地球輻射的人造地球衛星。然而，人造地球衛星存在一些不足，重要原因在於(yu) 其對地觀測視角有限，而且不是長期穩定的觀測平台，難以對地球進行長周期大尺度的連續觀測。

　　因此，有必要從(cong) 一個(ge) 全新的角度和途徑來精確觀測地麵—大氣係統輻射能量收支，進而探究全球氣候變化機理。為(wei) 進一步提升對地觀測能力，遙感領域著名學者郭華東(dong) 院士曾提出構建月基對地觀測平台，利用傳(chuan) 感器組對地球的宏觀現象進行監測的構想。

　　作為(wei) 地球唯一的自然衛星，月球的自轉被地球潮汐鎖定，正麵永遠朝向地球，在月球正麵設置對地球的觀測裝置，可以簡化探測器的指向跟蹤模式，連續同步得到半個(ge) 地球的熱環境遙感及其時間變化信息。“月麵對地觀測具備長期一致性、整體(ti) 性、穩定性以及唯一性這幾大優(you) 勢，有望成為(wei) 一個(ge) 獨特的對地觀測平台。”平勁鬆指出。

　　此外，在空間天氣與(yu) 環境的科學研究和監測方麵，比較典型的需求是使用極紫外波段的傳(chuan) 感器，精細監測地球等離子體(ti) 層和磁層結構特征，監測地球兩(liang) 極和電離層上部爆發輻射的千米波長電磁波和高層大氣雷電環境，以及在不同月像狀況下監測這些等離子體(ti) 層結構、爆發輻射與(yu) 太陽風和地球磁鞘層之間的耦合關(guan) 係。

　　借力月麵裝置 探測低頻引力波

　　自上世紀六十年代起，人類先後在月麵設置了5個(ge) 激光反射鏡。天文學家可以在地球上向設置在月麵的激光反射鏡發射激光，並捕捉反射回來的光束，進行激光測距實驗，對地月係統動力學演化展開研究。

　　“這一研究持續了數十年。在地月之間38萬(wan) 公裏的距離上，目前距離測量精度達到了2—3厘米，速度測量精度達到了20微米/秒。”平勁鬆介紹，該研究發現月球每年以3.5厘米左右的速度遠離地球，最早在空間領域驗證了廣義(yi) 相對論引力延遲效應。

　　有學者提出，未來借助在月麵設置高性能原子鍾、微波轉發裝置、多普勒測速儀(yi) 、相位距離測量裝置等，有希望在地月空間的微波或激光鏈路上開展空間低頻引力波的探索。

　　同時，借助在月麵設置時間頻率基準裝置，可以更有效地通過地月鏈路獲得地球和月球轉動異常信息，揭示導致轉動異常的星球內(nei) 部物質及其動力學分布特性。

　　此外，結合繞月衛星、地球軌道衛星和地月激光測距，科學家認為(wei) ，將有機會(hui) 檢測地月空間和繞太陽飛行軌道上是否存在可被感知質量的暗物質。

　　搭建月球基地 麵臨(lin) 諸多挑戰

　　借助空間平台開展低頻引力波探測，假設測量精度相同，在更長的距離和質量更大的天體(ti) 周圍會(hui) 獲得更加靈敏的探測能力。如果在地火、地木、地土距離上開展高精度微波測量，會(hui) 比在地月距離上開展引力理論的驗證更有利。

　　“但從(cong) 可及性、成本和天然條件等因素綜合考慮，和其他天體(ti) 相比，在月球上搭建科學設施，開展科學探測的可能性最大。”平勁鬆認為(wei) 。其中，對設備規模要求不高的月麵探測研究，如地月動力學、對地空間天氣遙感、月球背麵單元低頻射電天文觀測等，已經具備了一定的技術條件，實現相應科學研究目標的技術可行性相對較高。

　　然而，對於(yu) 那些需要依靠大規模設備開展的月麵探測，無論是依托無人基地還是有人基地，技術上仍存在許多瓶頸。包括搭建高能物理裝置、月背低頻射電天文巨型陣列、月基對地遙感觀測等，都必須建立在對月球成熟開發的基礎上，具備形成月球基地的條件後才有可能實施。

　　“可以看出，月球基地本身的建設技術，實際上構成了在月球上開展相關(guan) 科學探索最大的技術瓶頸。”平勁鬆指出。