专家新声｜郭华东院士：把卫星还给月球

　　“卫星”这个词，最早其实是属于月球的。在人类把第一颗人造卫星送入太空之前，月球就年复一年、日复一日地“忠实观测”着我们的地球。可千百年来，人类似乎只记得仰望它，却很少想过真正“使用”它。近日，2026国际科学理事会中期会员大会暨北京科学对话空间科学国际分论坛在北京举行，中国科学院院士、可持续发展大数据国际研究中心主任郭华东发表题为《月球对地观测：技术优势与发展潜力》的主旨报告。他提出极具创造力的构想——“把卫星还给月球”，即把对地观测的“平台”搬到月球上去。

  10月20日，郭华东在2026国际科学理事会中期会员大会暨北京科学对话“空间科学分论坛”上发言。

  月基对地观测的四大优势

  什么是月基对地观测？郭院士解释，从名字上来看，就是把月球作为一颗天然的对地观测卫星，在距地球38万公里的位置布设观测设备，对地球实施系统性观测。遥感通常由平台、传感器、处理和应用四个部分组成，月基对地观测革命性地把“平台”从飞机、人造卫星升级到月球。在郭院士看来，相比传统观测手段，月基对地观测有四大独特优势。

  第一个优势是观测的时间周期长。机载对地观测在空中飞行数小时即达极限，人造卫星寿命多在3至10年之间，而月球已有几十亿年的历史，是一个长期的、人类可以永远适用的天然平台。

  第二大优势是覆盖的综合性。月球位于38万公里高度，能够对地球水圈、岩石圈、生物圈以及海洋、植被、陆地等对象进行总体性、系统性的全面覆盖。用人造卫星观测，只能一个条带一个条带地拼接，曾有美国科学家做了实验，花了13年时间才完成南极陆地的完整覆盖。而月球“啪”地一次成像，就能把整个半球尽收眼底。

  第三是观测的稳定性。在平台上安装遥感传感器观测的时候，比如使用干涉雷达观测时，要求基线要非常稳定。地球上来讲，火山爆发，海啸、泥石流等等，不稳定性大大增加。月球表面无氧、无气、无水，地质活动已进入稳定期，这对要求极高基线稳定性的干涉雷达等设备尤为宝贵。也正因如此，有人甚至设想把重要档案存放在月球上。

  第四是观测的唯一性。当太阳、地球、月球运行到一条直线上时，地月相互作用会引发固体潮。若将干涉雷达系统布设在月球上，实时观测这一时刻的地球，很可能获取人类从未见到过的信息。也许地震的成因，在这里可以得出一些解释，可能会得到预料不到的科学现象的发现。

  国际合作与月基应用前景

  与此同时，月基对地观测也天然呼唤国际合作。月球是全人类共同的资源，在联合国和平利用外层空间条约框架下，多国联合推进既能分摊成本、也能共享成果。未来将走国际合作路线，让不同国家分工承担仪器、卫星、火箭与载荷等环节，共同参与数据研究与成果共享。郭院士还特别提到，月基观测或将摒弃“月面采集数据、传回地面处理”的传统路径，直接在月球部署算力、就地实时处理，让月基计算成为重要的发展方向。

  月基对地观测的应用前景十分广阔。首先是气候变化方面，目前团队正聚焦气候变化中的地球辐射平衡研究，这是气候变化中非常重要的一个方向，月基平台相比卫星手段具备显著优势。

  第二点是对于地球的研究，郭华东院士提到，人类将来可以进入太空、潜入海底，但是，人类可能永远到达不了地球的内部。我们对于地球的认识还很肤浅，在这样的情况下，我们就要用各种手段进行观测，未来的月基观测将是一种先进的新手段。

  未来，数百公里尺度的海洋内波、横跨大西洋的撒哈拉扬尘、南极环极流等大尺度现象，乃至板块运动的定量监测，都有望被月基平台“一览无余”地记录。郭院士提到，南极大陆周围日夜翻滚的环极流中藏着许多生命之谜、地球之谜，此前人类对它的观测数据甚少；一旦月基平台实现，在月球上日夜观测，有望收获大量新成果。此外，对火山、地震、大火等热源的观测，乃至一些特定目标的监测，月基平台也都是非常有效的手段。

  事实上，这一设想的推进速度远超预期。郭院士回忆，十几年前的香山科学会议上，与会专家曾认为月基对地观测可能需要四十年才能实现，后来航天专家们认为三十年就够了，而如今不过十几年，当年的设想已经一步步接近落地。“登高泰山，一览众山小。”他说，月基对地观测的价值不止于一项新技术，它把人类对地观测的视野，从人造卫星的局限中解放出来，用“自然卫星”重新审视我们的地球，也让我们在认识地球起源、探索宇宙奥秘的道路上走得更远。（李若星）

  【专家简介】

  郭华东，中国科学院院士，可持续发展大数据国际研究中心（SDG中心）主任，中国科学院空天信息创新研究院研究员，主要从事遥感科学技术研究。