美国国家航空航天局（NASA）将再次重返月球，发射一对航天器，通过研究月球的内部及其引力场来探索我们最近的伴侣的起源。但除了新的月球科学研究之外，重力恢复与内部实验室（GRAIL）还将有助于巩固NASA在公众心目中月球探索的辉煌成就。
GRAIL A及其姊妹机GRAIL B定于周四早晨由一架Delta II火箭从卡纳维拉尔角空军基地发射升空。根据NASA的消息，发射窗口将于美国东部时间上午8:37开放，但未来几天天气看起来相当不稳定。一旦抵达月球，这两台洗衣机大小的探测器将以编队飞行，其仪器足够灵敏，可以探测到发丝般的距离差。除了这些引力测绘仪器外，GRAIL还将携带一项名为MoonKAM的设备——“中学生获取的月球知识”。
学生们可以从全国各地的学校登录，在月球表面几英里高的虚拟轨道上巡航，扫描苍白的月球表面，寻找陨石坑，或者寻找未来可能成为理想月球家园的开阔平原。学生们可以通过MoonKAM网站上的地形图来选择目标区域，并将它们发送给NASA的MoonKAM任务控制中心。这些图像的分辨率会很高，但它们无法与“月球勘测轨道器”相媲美，该探测器在本周拍摄了我们看到的阿波罗着陆点的照片。但麻省理工学院地球物理学教授、该任务首席研究员玛丽亚·祖伯表示，这并不是重点。
“如果一个学生拍摄了一张地表图像，那将是一次改变人生的经历。你可以肯定，聪明的孩子会花时间坐下来弄清楚如何使用这个软件，”她在一次采访中说。
每艘航天器都将携带一套数字相机设备，配有四个摄像头，一个朝前，两个朝下，一个朝后。它们可以捕捉高达30帧/秒的视频和静态图像，并将它们传输到加州大学圣迭戈分校的项目控制中心。该项目是与“莎莉·莱德科学”公司合作的，该公司由美国第一位进入太空的女性莎莉·莱德创立。
祖伯和其他任务科学家，他们中的许多人都有孩子和孙子孙女，希望这些月球图像能激励新一代的月球科学家——他们将像他们一样理解，月球的历史对于理解地球的历史至关重要。
祖伯说，月球以其永恒不变的山脉和陨石坑，是早期地球的良好代表。了解月球的形成方式，可能有助于阐明地球形成以及其他类地行星形成的背后地质过程。就在上个月，加州大学圣克鲁斯分校的研究人员表示，月球可能曾经有过一个较小的“兄弟”，在碰撞后被它吸收了。GRAIL将有助于阐明这个问题，并解释月球是否有一个熔融的核心，这将为我们了解月球是如何聚集提供更多信息。
祖伯说，GRAIL将解开月球谜团中的几个重要部分。
“如果你想到你的家人和朋友以及你最了解的人，如果你只看到他们外表的样子，你并不能真正了解他们，”她说。“如果你真的想了解他们，你就想了解他们内在是什么，这才能告诉你他们的一切。”
GRAIL有几个独特的特点，这将有助于它完成这项任务。这些航天器基于一架名为XSS-11的秘密军事卫星，该卫星是为了演示卫星会合机动而建造的，这有助于任务规划者设计一个能够良好协同工作的系统。其航空电子设备仿照了火星勘测轨道飞行器，这是一个仍在发送数据的成功测绘任务。祖伯说，包括“重力恢复与气候实验”在内的以往的引力测绘任务也为该项目的一些目标提供了信息。
GRAIL的仪器足够灵敏，可以测量每秒零点几微米的微小变化，这些微乎其微的差异是由地形特征的变化引起的。但如此小的差异也可能由其他现象引起，例如太阳风和航天器油箱里的燃料晃动。GRAIL的科学家们也必须考虑到这一点，所以他们让GRAIL A和B走一条漫长而曲折的路线，以便在进入轨道前尽可能多地消耗燃料。
探测器将于2012年初抵达月球，一艘将于12月31日抵达，另一艘将于1月1日抵达。它们将花费大约两个月的时间同步它们的轨道，一旦一切就绪，探测器将花费三个月的时间进行引力测量。祖伯说，整个任务将在明年6月完成。在此之后，航天器将撞击月球表面——但在将照片传回给小学生之前。
祖伯说，尽管主要任务是绘制月球引力场图，但GRAIL将完成比这多得多的任务。
“引力任务很难获得资助。你肯定必须有大局观，”祖伯说。而对NASA来说，这可能意味着比科学本身更重要的意义。
