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要寻找外星人，一是要寻找类似于地球的外星行星，二是要找到其中可能有外星生命、甚至外星人存在的行星，三是设法与外星人取得通信联系。月球将是人类探索外星生命的最佳观测基地。
自400多年前伽利略率先用望远镜观测天象以来，人们通过不懈的努力，制造出了口径越来越大的各类望远镜和更为灵敏的接收设备，不断开发新的观测技术，如干涉法和空间观测等，其目的就是为了获取更暗、更清晰(因而分辨率更高)的遥远天体图像和其他观测资料，以能更深入、全面地认识宇宙以及宇宙中的各类天体、天象之物理本质和变化规律。“月基天文”概念之所以出现，其原因亦在于此。
在月球上设置天文望远镜，特别是大型望远镜，并要使之有效地工作，这无疑是一项耗资极为巨大、周期又非常长的高技术工程，即使未来人类的财富更为充裕，世界变得更加和谐，科学技术更为发达，也只有学科研究上的必要性才能促使其成为可行项目。
早在1990年2月，科学家们已在一次关于开展月基天文工作的专题研讨会上，从大的方面讨论了对现代物理学和天文学有巨大冲击作用的若干基础性课题。会上所谈及的都是一些最基本的问题，这些问题向21世纪天文学提出了挑战，而且看来全都要求在月球上设立天文观测基地才更有希望得以解决，其中之一就是探索外星人。
有没有外星人存在?何种条件下方能进化出地球人般的外星智慧生命?他们栖身于何处?地球人能找到外星同类或与之联系吗?这无疑是当今科学家们最为关心、公众最为关注的基础性研究课题之一。银河系内至少有1000亿颗恒星，而银河系外更有数以百亿计的河外星系。由此可推知，外星生命、包括高等外星智慧生命——外星人必然存在。至少理论上应该如此。遗憾的是我们仅有地球人一种样本，只能依据地球人的生存条件和进化历程，来推测有关外星人的问题。
由于认识上的限制，关于地外生命的探索只能从目前对太阳系的认识为基础来展开。恒星表面温度最低也有几千度，那里不可能有生命诞生。另一方面，生命的存在又离不开恒星的光和热，可见生命只能在恒星周围的行星上繁衍、进化，还必须是像地球那样有固体外壳的所谓“类地行星”。因此，作为探索地外生命过程的第一步，首战告捷先需要弄清楚在别的恒星周围是否存在类地行星，而且到母恒星的距离要恰到好处，以使行星表面的温度既不太高、又不太低，适宜生物的长期生存和进化。
今天，人们已在一些近距离恒星的周围发现了几百颗外星行星，其中绝大多数都是类似木星般的气态行星。要想发现离开母恒星约1个天文单位(定义日地平均距离为1天文单位，约等于1.5亿公里)远的地球大小的类地行星，其困难程度要大得多，而对之进行详细研究就更难了：行星主要靠反射母恒星的星光而发光，亮度极为微弱，直接观测到绕恒星运行的行星颇为不易。从原理上讲，长波段的红外观测可以使问题变得较为容易处理，行星和母恒星的红外波段亮度仅相差100万倍，而不是可见光波段的几十亿信以上。尽管如此，即使目标是距太阳仅为30光年的近距离恒星，如要对母恒星周围0.2天文单位空间尺度上在10微米波段作彻底的研究，要求有基线长于100米的超稳定红外干涉仪，接收器的总集光面积至少需几百平方米，而且干涉阵中的各个望远镜必须处于超低温状态。显然，想要利用卫星来建成这样一种系统并使之有效地工作，乃是极其困难的，而利用月球的稳固表面实现这种干涉系统就要方便得多。
接下来的问题是探究近距恒星周围的类地行星上是否存在生命，至少是地球上已有的那种生命形态。这一步需要通过光谱观测来分析此类行星的大气成分，比如是否含有氧、氮、甲烷、臭氧等，并与地球46亿年演化史上不同时期的大气组成进行比较。为外星行星上能否出现生命，以及可能所处的进化阶段提供某些重要线索。近期不时有报道称，哈勃望远镜等空间探测器在一些外星行星上发现了水、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等大气谱线，令科学家们欣喜不已。为确认这类发现并加以细致的研究，要求对所有候选外星行星进行低分辨率的分光研究，特别要在整个6-15微米波段搜索氧气、甲烷、氨、水和二氧化碳的踪迹。开展这项工作要求一种通光面积达数百平方米的单孔径低温望远镜，且具有超高精度和超高稳定度的指向性能。看来，为满足这种苛刻的要求。最好是把望远镜放到月球上去。
最后，要想找到地外智慧生物，即外星人存在的证据，技术上的困难就更多了。既然地球人正在力图寻找外星人，那么技术发展到一定程度的外星智慧生物也一定会设法寻找他们心目中的“外星行星”和“外星人”。微波是背景噪声水平最低的波段，技术高度发达的外星人可能向外部世界发射功率极大的微波段雷达波，尽管他们离地球极其遥远，地球人仍然有可能探测到这种微波发射。为此，对于探索外星人的工作来说，地球科学家需要十分仔细地在整个微波波段范围内对银河系的许多地方，特别是在可能有生命存在的行星方向上进行极为仔细的搜索，以求发现有微波发射的踪迹甚至证据。为了使这一计划得以实现，月球背面是唯一射电宁静环境条件足够好的地方，但仍需建造直径数百米或更大的超巨射电望远镜。
除了探索外星人之外，其他一些极为重要而目前尚未很好解决的课题，也需要到月球上去观测。例如，探测恒星表面的小尺度活动，以深入了解恒星内部所发生的物理过程；探测恒星形成区的小尺度特征，从而能更好地认识恒星和行星系统的起源；探测高红移类星体和活动星系核的结构和运动学状况，进而深入研究早期宇宙中所发生的重大事件，等等。
贯穿上述基本问题的共同点是，课题目标的有效研究需要有大口径、处于超稳定状态，并能在超低温环境条件下有效工作的望远镜。以能收集到来自极其喑弱、有时还十分遥远的天体足够多的光子，并要求能观测尺度很小的细节结构，最终目标是要达到亚微角秒级(好于0."000001)的空间分辨率。月球无疑是实现这些目标唯一理想的观测场所，这正是现代天文学家雄心勃勃地提出发展月基天文学的理由所在。
自400多年前伽利略率先用望远镜观测天象以来，人们通过不懈的努力，制造出了口径越来越大的各类望远镜和更为灵敏的接收设备，不断开发新的观测技术，如干涉法和空间观测等，其目的就是为了获取更暗、更清晰(因而分辨率更高)的遥远天体图像和其他观测资料，以能更深入、全面地认识宇宙以及宇宙中的各类天体、天象之物理本质和变化规律。“月基天文”概念之所以出现，其原因亦在于此。
在月球上设置天文望远镜，特别是大型望远镜，并要使之有效地工作，这无疑是一项耗资极为巨大、周期又非常长的高技术工程，即使未来人类的财富更为充裕，世界变得更加和谐，科学技术更为发达，也只有学科研究上的必要性才能促使其成为可行项目。
早在1990年2月，科学家们已在一次关于开展月基天文工作的专题研讨会上，从大的方面讨论了对现代物理学和天文学有巨大冲击作用的若干基础性课题。会上所谈及的都是一些最基本的问题，这些问题向21世纪天文学提出了挑战，而且看来全都要求在月球上设立天文观测基地才更有希望得以解决，其中之一就是探索外星人。
有没有外星人存在?何种条件下方能进化出地球人般的外星智慧生命?他们栖身于何处?地球人能找到外星同类或与之联系吗?这无疑是当今科学家们最为关心、公众最为关注的基础性研究课题之一。银河系内至少有1000亿颗恒星，而银河系外更有数以百亿计的河外星系。由此可推知，外星生命、包括高等外星智慧生命——外星人必然存在。至少理论上应该如此。遗憾的是我们仅有地球人一种样本，只能依据地球人的生存条件和进化历程，来推测有关外星人的问题。
由于认识上的限制，关于地外生命的探索只能从目前对太阳系的认识为基础来展开。恒星表面温度最低也有几千度，那里不可能有生命诞生。另一方面，生命的存在又离不开恒星的光和热，可见生命只能在恒星周围的行星上繁衍、进化，还必须是像地球那样有固体外壳的所谓“类地行星”。因此，作为探索地外生命过程的第一步，首战告捷先需要弄清楚在别的恒星周围是否存在类地行星，而且到母恒星的距离要恰到好处，以使行星表面的温度既不太高、又不太低，适宜生物的长期生存和进化。
今天，人们已在一些近距离恒星的周围发现了几百颗外星行星，其中绝大多数都是类似木星般的气态行星。要想发现离开母恒星约1个天文单位(定义日地平均距离为1天文单位，约等于1.5亿公里)远的地球大小的类地行星，其困难程度要大得多，而对之进行详细研究就更难了：行星主要靠反射母恒星的星光而发光，亮度极为微弱，直接观测到绕恒星运行的行星颇为不易。从原理上讲，长波段的红外观测可以使问题变得较为容易处理，行星和母恒星的红外波段亮度仅相差100万倍，而不是可见光波段的几十亿信以上。尽管如此，即使目标是距太阳仅为30光年的近距离恒星，如要对母恒星周围0.2天文单位空间尺度上在10微米波段作彻底的研究，要求有基线长于100米的超稳定红外干涉仪，接收器的总集光面积至少需几百平方米，而且干涉阵中的各个望远镜必须处于超低温状态。显然，想要利用卫星来建成这样一种系统并使之有效地工作，乃是极其困难的，而利用月球的稳固表面实现这种干涉系统就要方便得多。
接下来的问题是探究近距恒星周围的类地行星上是否存在生命，至少是地球上已有的那种生命形态。这一步需要通过光谱观测来分析此类行星的大气成分，比如是否含有氧、氮、甲烷、臭氧等，并与地球46亿年演化史上不同时期的大气组成进行比较。为外星行星上能否出现生命，以及可能所处的进化阶段提供某些重要线索。近期不时有报道称，哈勃望远镜等空间探测器在一些外星行星上发现了水、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等大气谱线，令科学家们欣喜不已。为确认这类发现并加以细致的研究，要求对所有候选外星行星进行低分辨率的分光研究，特别要在整个6-15微米波段搜索氧气、甲烷、氨、水和二氧化碳的踪迹。开展这项工作要求一种通光面积达数百平方米的单孔径低温望远镜，且具有超高精度和超高稳定度的指向性能。看来，为满足这种苛刻的要求。最好是把望远镜放到月球上去。
最后，要想找到地外智慧生物，即外星人存在的证据，技术上的困难就更多了。既然地球人正在力图寻找外星人，那么技术发展到一定程度的外星智慧生物也一定会设法寻找他们心目中的“外星行星”和“外星人”。微波是背景噪声水平最低的波段，技术高度发达的外星人可能向外部世界发射功率极大的微波段雷达波，尽管他们离地球极其遥远，地球人仍然有可能探测到这种微波发射。为此，对于探索外星人的工作来说，地球科学家需要十分仔细地在整个微波波段范围内对银河系的许多地方，特别是在可能有生命存在的行星方向上进行极为仔细的搜索，以求发现有微波发射的踪迹甚至证据。为了使这一计划得以实现，月球背面是唯一射电宁静环境条件足够好的地方，但仍需建造直径数百米或更大的超巨射电望远镜。
除了探索外星人之外，其他一些极为重要而目前尚未很好解决的课题，也需要到月球上去观测。例如，探测恒星表面的小尺度活动，以深入了解恒星内部所发生的物理过程；探测恒星形成区的小尺度特征，从而能更好地认识恒星和行星系统的起源；探测高红移类星体和活动星系核的结构和运动学状况，进而深入研究早期宇宙中所发生的重大事件，等等。
贯穿上述基本问题的共同点是，课题目标的有效研究需要有大口径、处于超稳定状态，并能在超低温环境条件下有效工作的望远镜。以能收集到来自极其喑弱、有时还十分遥远的天体足够多的光子，并要求能观测尺度很小的细节结构，最终目标是要达到亚微角秒级(好于0."000001)的空间分辨率。月球无疑是实现这些目标唯一理想的观测场所，这正是现代天文学家雄心勃勃地提出发展月基天文学的理由所在。