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二、新世纪初月球探测的趋势与前景
未来的月球探测将主要侧重于：①月球能源资源的全球分布与利用；②月球矿产资源的全球分布和利用；③月球特殊空间环境资源（超高真空、无大气活动、无磁场、地质构造稳定、弱重力、超洁净）的开发利用, 建立月基天文台，建立特殊生物制品和特种新型材料生产基地，建立基础科学实验室等；④建立月球长期居留基地并利用月球进行深空探测的方案与逐步实施。
（一） 月球将为人类社会提供长期、稳定、廉价和洁净的核聚变燃料
月球上可利用的能源主要有太阳能和核聚变燃料。由于月球表面没有大气，太阳辐射可以长驱直入；同时，月球上的白天和黑夜都相当于14.5个地球日，因此在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂，就可以获得极其丰富而稳定的太阳能。这不但解决了月球基地的能源供应问题，还可以用微波将能量传输到地球，为地球提供新的能源。
月球表面都覆盖着一层由岩石碎屑、粉末、角砾、撞击熔融玻璃等成分极为复杂的物质组成的结构松散的混合物即月壤。月壤中绝大部分物质是就地及邻近地区物质提供的。由于月球几乎没有大气层，月球表面长期受到微陨石的冲击及太阳风粒子的注入，特别是太阳风粒子的注入使月壤富含稀有气体组分。由于太阳风离子注入物体暴露表面的深度一般小于0.2μm，因此这些稀有气体在细粒月壤中平均含量最高，有些月壤细粒粉末中稀有气体含量高达0.1～1cm3/g（标准状态下）。在整个月球演化史中，由于外来物体对月球表面的频繁撞击，月壤物质几乎完全混合，在深达数米的月壤中这些稀有气体的含量较均匀。
在月壤的稀有气体中，最让我们感兴趣的是氦-3。因为，相比目前正加速发展的利用氘和氚反应的热核聚变装置来说，用氦-3来进行核聚变反应具有比用氚作燃料有更多的优点，主要表现在：①反应产生的能量更大；②传统的氚核反应过程中，伴随核聚变能的产生，要产生大量的高能中子，而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤；相反的，若用氦-3作为反应物，则主要产生高能质子而不是中子，对环境保护更为有利；③氚本身具有放射性对，而氦-3则没有。
月壤中氦-3的资源量对未来人类开发利用月球能源具有极重要的意义。由于月壤中3He的含量较为稳定，只要能够精确探测月壤的厚度，就可以估算出月壤中3He的资源量。以“阿波罗”和“月球”探测器的实测结果为参考标准计算，月壤中3He的资源总量可达100万～500万t。而地球上天然气可提取的氦-3是非常少的，只有15～20t。
建设一个500MW的D-3He核聚变发电站，每年消耗的3He仅需50kg。如果美国全部采用D-3He核聚变发电, 年发电总量仅需消耗25t的3He，而中国大约需要8t的3He，全世界的年总发电量约需100t的3He，也就是说，月壤中的氦-3可供地球能源需求达万年。因此，开发月壤中所蕴涵的丰富的氦-3对人类未来能源的可持续发展具有重要而深远的意义。
据计算，3He 的能量回报率为270，原子能发电的能量回报率为20，煤为16。3He作为一种清洁、高效、安全的核聚变发电燃料是无容质疑的。当前，可控核聚变工业发电尚未实现，从月球上运回3He成本过高。由于目前技术条件和经济发展等诸多条件的制约，利用月壤中氦-3来进行发电看起来是难以想像的，但随着可控核聚变发电的商业化，航天科技的发展和进步，航天运输成本将日益降低，当地—月之间的运输成本将降低到我们可以接受的程度时，利用氦-3发电将成为理所当然和历史潮流的必然。人类要开发月球，建立月球基地，必然要在月球上获取生命维持系统的各种气体O、CO2、N等，而氦可以作为副产品来进行开发，这样会进一步降低成本。
（二） 月球的金属矿产资源将是地球资源的重要储备和支撑
1. 月海玄武岩中的钛、铁等资源
月面上有22个月海，除东海、莫斯科海和智海位于月球的背面外，其他19个月海都分布在月球的正面。月海中的玄武岩含TiO2的含量范围为0.5%~13%。月球上22个月海中所充填的玄武岩总体积约106万km3。若以钛铁矿含量超过8wt%，即TiO2的含量>4.2wt%的月海玄武岩进行估算，月海玄武岩中钛铁矿（FeTiO3）的总资源量约为1300万亿~1900万亿t。尽管上述估算带着很大的推测性与不确定性，但可以肯定的是月海玄武岩中所蕴涵的丰富的钛铁矿是未来月球开发利用的最重要的矿产资源之一。
2. 克里普岩与稀土元素、钍、铀等资源
克里普岩（KREEP）是高地三大岩石类型之一，因富含K（钾）、REE（稀土元素）和P（磷）而得名。克里普岩在月球上分布很广泛。富钍、铀的风暴洋区的克里普岩被后期月海玄武岩所覆盖，克里普岩与月海玄武岩混合并形成了高钍、铀物质，其厚度估计有10～20km。风暴洋区克里普岩中的总稀土元素资源量约为225亿～450亿t。克里普岩中所蕴涵的丰富的钍、铀和稀土元素也是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源之一。
此外，月球还蕴藏有丰富的铬、镍、钾、钠、镁、硅、铜等金属矿产资源，将会为人类社会的可持续发展作出贡献。
（三） 月球表面特殊空间环境的利用
月球几乎没有大气层，属于超高真空状态，因而月球表面不会有大气的吸收、反射与散射等干扰；由于没有大气的热传导，月球表面昼夜温差极大；月球没有全球性的磁场，月岩只有极微弱的剩磁；月球的内部能量已近于衰竭，内部的地温梯度也很小，月震释放的能量仅相当于地震的一亿分之一，地质构造极其稳定；自距今31亿年以来，月球没有发生过显著的火山活动和构造运动，因此，月球的“地质时钟”停滞在31亿年之前，至今仍保留了其早期形成时的历史状况，月球表面还具有高洁净、弱重力的特征。
上述所有这些特征，是在地球上无法达到的。因此，在月球表面建立月基天文观测站和研究基地，技术要求比哈勃太空望远镜更低，而精度比后者高得多，月基天文观测站的运行和维护费也会低得多。月球上的天文观测站是月球基地的重要组成部分，它不仅可以对太阳系、银河系天体和星际空间进行观测研究，而且是进行太阳物理学、天体物理学、重力波物理学、中微子物理学观测和实验最有吸引力的场所。在月面建立月基对地监测站，可以对地面的气候变化、生态演化、环境污染和各种自然灾害进行高精度的观察和监视，为人类的可持续发展作出贡献。
月球的特殊环境为研制特殊生物制品和特殊材料开拓了广阔而诱人的前景，目前已提出庞大的需要在月球基地内研制的生物制品与特殊材料的清单。月球将成为新的生物制品和特殊材料的研制、开发和生产的基地。
月球是地球唯一的天然卫星，是人类唯一的、庞大而稳固的“天然空间站”，是人类征服太阳系、开展深空探测的前哨阵地和转运站。在月球上建立永久性“地球村”，是人类向外层空间发展的第一个目标，也是最关键的一步，而重返月球计划旨在建设一个具有生命保障系统的受控生态环境的月球基地，进行月面建筑、运输、采矿、材料加工和各项科学研究，为将来建设适于人类居住的月球村进行科研和技术准备，使月球最终成为一个庞大、稳固而功能齐全的“天然空间站”，成为人类共有的科学实验室和开展深空探测的研究试验基地、前哨阵地和物资转运站。因此月表与月球的空间环境具有巨大的利用前景。
可以看出，月球的矿产资源、能源资源和特殊环境资源将对人类社会的可持续发展发挥长期稳定的支撑作用，地-月系不仅是一个统一的自然体系，而且在人类社会的可持续发展方面，也将构成一个统一的整体。
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