从登月到探火，人类将以月球为中继站前往火星？

　　月球和火星旅行一直很多人的梦想！未来宇宙星际之旅 ，人类将要完成两大世界性的大型航天工程——重返月球和实现载人火星航行。
　　两个星球，两个世界
　　月球和火星这两个星球拥有两个截然不同的世界：
　　作为地球唯一卫星，月球上没有大气，所以没有风雨变幻。在月球上无法靠对流的方式来传递热量，这使得月球的白天和夜晚的温差高达310℃，月球白天最高温度可达130℃，晚上温度会下降到-180℃左右，且月球的白天和夜晚各自长达13.5天。而火星有大气，但非常稀薄，密度只有约地球的1%。火星赤道中午时可达20℃，两极最低温度-140℃，火星上的平均温度大约为-55℃。巨大沙尘暴是火星大气中独有的现象，几乎在每个火星年里都要发生一次，最大可达地球12级台风的几倍，而且一旦刮起来可持续3个多月。
　　由于月球的自转和公转周期一样，都是一个恒星月（27日7时43分11秒），所以在地球上只能看见月球的一面，背向地球的一面永远看不见。而火星自转周期为24小时37分，即火星上的一天几乎和地球上的一样长。火星公转一周约为687天，即火星的一年约等于地球的两年。
　　在月球上，除悬崖峭壁外，几乎所有月面都覆盖着平均厚度为3～5米的月壤，它们主要是机械作用的产物。陨石的频繁撞击，撞击溅射物的不断堆积，宇宙射线的轰击和剧烈的温差促使月表岩石破裂和粉碎，这些机械作用最终形成月壤。月壤的粒度分布很广，但绝大部分颗粒在30微米到1毫米之间，摸起来跟面粉一样细腻。月壤主要由月球岩石碎屑、粉末、角砾、撞击熔融玻璃物质组成。
　　火星和地球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷，基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，到处是遭陨星袭击后因撞击形成的坑坑洼洼。它最引人注目的地形特点是干涸的河床，多达数千条，蜿蜒曲折，纵横交错，主要集中在火星的赤道区域附近。
　　从上述对比可以看到，月球和火星大相径庭，而这些差异直接影响到月球车和火星车的设计、研制、试验、发射、着陆、巡视和探测等许多方面。
　　月球探测器基本每个月都有1次发射窗口。而火星距地球的距离比月球距地球的距离远得多，每隔26个月才会相距较近，即每26个月才有一次发射窗口，所以在确定火星探测器的研制周期和发射时间方面要比月球探测器复杂。
　　由于距离远，所以对发射火星探测器的火箭要求也比较高。月球探测器进入地月转移轨道的速度为每秒10.9千米。而火星探测器要进入地火转移轨道的速度必须达到第二宇宙速度才行，即每秒11.2千米，以脱离地球引力。因此，发射同等质量的月球探测器和火星探测器时，后者要用推力更大的火箭。
　　因为火星探测器飞往火星的时间和距离比月球探测器飞往月球的时间和距离长得多，前者最快一般需大约8个月，后者最快只需四五天就能到达目的地，所以对火星探测器的测控要比对月球探测器的测控通信复杂的多。
　　由于测控通信的信号强度与距离的平方成反比，经过几亿千米的路程，火星探测器传回地球的信号变得十分微弱，再加上宇宙空间存在着各种各样的噪声，所以很容易把传输信号淹没掉。测控火星探测器，对探测器本身以及地面测控站都提出了很高的要求，既要求火星探测器装有高增益天线，也要求地面有天线直径很大的深空测控站（天线的直径和探测距离成正比，增大天线口径可以增加探测距离）。
　　由于距离地球远，火星探测器测控信号的传输延时很长，单向就达15～20分钟，而月球探测器测控信号的传输延时单向仅为1秒多，所以对火星探测器的遥测遥控比月球探测器更为复杂，并要求火星探测器有更高的自主性。
　　由于路途漫漫，所以火星探测器在飞往火星的途中要进行比月球探测器次数更多、更精确的轨道修正才行，这样才能准确地飞到火星。如果火星探测器的出发速度有每秒1米的误差，探测器飞到火星附近时就会有10万千米的偏差。
　　因为火星探测器远离太阳，它所受到的太阳辐射强度大大减弱，所以火星探测器的太阳电池翼性能需更高。另外，火星车的太阳电池翼还要能经受火星巨大沙尘暴的考验。
　　由于月球没有大气，所以落月探测器不能依靠降落伞来减速进行软着陆，而只能靠自己的发动机反推来减小下降速度，在月表着陆比在有大气的火星表面着陆更难。不过在火星上着陆也不容易，被称为＂恐怖的7分钟＂。由于无法依靠地面遥控，所以火星探测器切入火星轨道的难度相当于从巴黎打一个高尔夫球，正好落到了日本东京的某个球洞里。
　　在探测器切入火星轨道后，如果要在火星表面着陆，其过程类似于返回式卫星，但技术难度大得多，因为遥测和遥控信号十分微弱。另外，当探测器运动到火星背面时，地球无法准确地确定其轨道参数，这就给再入高度的选择带来困难，许多探测器都因此功亏一篑。
　　火星车在地外星球着陆后也不是万事大吉。因为火星的重力比月球大许多，火星的气候、表面的环境、行驶的路况也与月球千差万别，所以在火星车的设计、研制和试验等方面，都与月球车有许多不同，要经受火星沙尘暴以及远距离测控通信、能源供给等方面的考验。
　　总之，虽然月球车和火星车有一些相同之处，研制时可以进行一定的相互借鉴，但由于它们所探测的星球有很大的不同，因此在设计时差别很大，各有各的难处。总的来讲，火星车的研制和运行更难，这也是一般国家都是＂先探月、后探火＂的原因吧。未来月球基地，人类探火前哨站
　　随着人类载人航空发展，未来人类将开发建造月球基地，以月球为中继站、前哨站，前往火星，加速星际探测和开发。
　　作为距离地球最近的天体，月球将，成为人类进入深空的跳板和中转站。由于月球没有大气、磁场等，因此从月球上发射大型航天器，相较于地球容易得多，可以在月球上实现对航天器的建造、组装、维护和补给，并从月球或月球附近直接奔向深空。此外，月球也是＂学会在另外一个世界生存的最好试验场＂，可以完成诸如生物再生式循环生态系统、宇宙长期航行心理学、低重力环境医学和星体表面探测作业系统等的研究与实验。
　　月球基地的发展过程通常是初级月球基地（也称为月球前哨站、月球科考站）→中级月球基地→高级月球基地→月球工厂→月球移民区及中转枢纽。由于人类到目前为止对月球的认识和理解还较为有限，因此基于现在的航天技术水平，月球基地的建设过程往往较为复杂，建设周期通常较长。从容纳数人的初级月球基地建设成为可容纳上百人的高级月球基地往往需要数十年的时间，如果最终建设成为月球移民区则需要近百年的时间。
　　——初级月球基地：最多可容纳6～20人在基地内作短期停留（几个月），使用寿命1～10年左右，为外空探测提供简单的物资供应。
　　——中级月球基地：最多可容纳20～50人，航天员可在基地内作长期停留，使用寿命在10年左右，具有可扩展、可维护的功能，可以进行远距离大范围的科学探测考察和物资输送任务。
　　——高级月球基地：永久性月球基地，最多可容纳50～100人，使用寿命可达30年左右。加较多，可以进行多种星球能源的开发，建设多种先进的地质科学实验室。
　　——月球工厂：能容纳100～250人左右，使用寿命30年左右，电力与能源全部自给自足，并经形成循环封闭的生态系统，并能供应对太阳系其他行星和天体的开发之用，作为人类深空探测的中转站。
　　——月球移民区及中转枢纽：各项生活、实验、工作的设施和消耗品等均已实现自给自足，交通发达，可以轻松自如开展地月、月火间往返运输。