地球上的生命是如何产生的?其他星球上是否也有生命存在?月球到底是一个什么样的星球?它的地质、地貌、结构如何?中国是个发展中国家,为什么也要探测月球?本刊特请中国嫦蛾工程科学应用首席科学家、本刊编委欧阳自远院士撰文,系统介绍空间探测方面的进展、国际上月球探测方面的新动向以及中国的探月工程进展等公众十分关注的问题。本文将分两期刊出,本期为第一篇,主要介绍空间探测进展;下期刊出的第二篇将重点介绍中国的探月工程进展情况。

论述的短弧定轨,是指在无先验信息情况下又避开多变元迭代的初轨计算方法,它需要相应的动力学问题有一能反映短弧内达到一定精度的近似分析解．探测器进入月球引力作用范围后接近月球时可以处理成相对月球的受摄二体问题,而在地球附近,则可处理成相对地球的受摄二体问题,但在整个过渡段的力模型只能处理成一个受摄的限制性三体问题．而限制性三体问题无分析解,即使在月球引力作用范围外,对于大推力脉冲式的过渡方式,相对地球的变化椭圆轨道的偏心率很大(超过Laplace极限),在考虑月球引力摄动时亦无法构造摄动分析解．就此问题,考虑在地球非球形引力(只包含J2项)和月球引力共同作用下,构造了探测器飞抵月球过渡轨道段的时间幂级数解,在此基础上给出一种受摄二体问题意义下的初轨计算方法,经数值验证,定轨方法有效,可供地面测控系统参考．

近年来,由于美国政府鼓励私人对外空活动进行投资,引起更多的对月球和天体财产权问题的讨论。通过对不同观点和建议的归纳和分析,认为这些提议各有利弊,仍有待进一步研究和改进,既要考虑投资者的利益,也要考虑无空间能力的发展中国家的利益。建议中国政府和学者关注这个问题的发展动向,进行同步深入研究,以提出适当的、能保护中国外空活动利益的解决方案。

对月球低轨卫星的轨道寿命特征和冻结轨道晶状态作了详尽的理论分析,给出它们与轨道倾角之间的关系以及它们相互之间的某种联系,并考虑低轨卫星的主要摄动源,在完整力模型下作了相应的模拟计算,不仅证实了理论分析的正确性,而且为环月运行探测器的轨道设计提供了极有参考价值的数值结果．

近年来,国际国内都有人主张对月球和其他天体的所有权,并出售月球和其他天体的土地。本文从国内法、国际空间法的有关条约规定、国际法空间法学界的看法以及有关判例讨论了这个问题,最后得出结论:不仅国家不得将月球和其他天体据为己有,私人实体亦不得对月球和其他天体取得土地所有权和买卖其土地。按照外空条约第六条,国家必须履行其国际义务,在国内法上禁止私人占有月球和天体。

月球物理天平动是月球赤道在空间真实的摆动,会导致月球引力场在空间坐标系中的变化,从而引起环月轨道器(以下称为月球卫星)的轨道变化,这与地球的岁差章动现象对地球卫星轨道的影响类似.采用类似对地球岁差章动的处理方法,讨论月球物理天平动对月球卫星轨道的影响,给出相应的引力位的变化及卫星轨道的摄动解,清楚地表明了月球卫星轨道的变化规律,并和数值解进行了比对,从定性和定量方面作一讨论.

月球探测器的运动通常可分为3个阶段,这3个阶段分别对应3种不同类型的轨道:近地停泊轨道、向月飞行的过渡轨道与环月飞行的月球卫星轨道。近地停泊轨道实为一种地球卫星轨道;过渡轨道则涉及不同的过渡方式(大推力或小推力等);环月飞行的月球卫星轨道则与地球卫星轨道有很多不同之处,它决不是地球卫星轨道的简单克隆。针对这一点,全面阐述月球卫星的轨道力学问题,特别是环月飞行中的一些热点问题,如轨道摄动解的构造、近月点高度的下降及其涉及的卫星轨道寿命、各种特殊卫星(如太阳同步卫星和冻结轨道卫星等)的轨道特征、月球卫星定轨等。