仰望星空 遇見未來

因為月球是離地球最近的一個星球，環(huán)境特殊，蘊含著豐富的資源和能源，所以從技術(shù)、科學和經(jīng)濟等方面講，各國在空間探測領域大都先從探月開始。

中國的空間探測也是從月球探測起步的。隨著中國經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，從2004年起，中國開始實施月球探測工程。

1957年，國際社會發(fā)生了一件引人注目的大事——蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星。

那一年，被譽為“嫦娥之父”、如今已經(jīng)83歲高齡的中國月球探測工程首任首席科學家、中科院院士歐陽自遠還不到22歲。正在中科院地質(zhì)研究所攻讀研究生的他，敏銳地捕捉到了蘇聯(lián)發(fā)射衛(wèi)星的信息，并對空間探索開啟了長時間的關(guān)注和漫長的科學研究歷程。

“當時我們剛建立新中國不久，沒有科學隊伍、技術(shù)能力，更沒有錢?！睔W陽自遠看著蘇聯(lián)和西方國家對地外星體探測的逐步推進，內(nèi)心焦急的同時，也有了自己的打算——“我覺得我們也該去看看地球以外的東西。”

作為當時年輕一代的科學家，歐陽自遠堅信，中國有一天會走向空間時代，并時刻為那一天的到來做好準備，而這一準備就是35年。

1992年，中國載人航天項目立項。富強起來的中國讓歐陽自遠看到了月球探測的時機。他的想法很快得到了中科院的支持，在當時的中科院高新技術(shù)局的支持下，針對月球探測的論證調(diào)研有序推進。

而依照高新技術(shù)局的月球探測論證，從探測的必要性、可行性研究，到發(fā)展戰(zhàn)略、長遠規(guī)劃，再到月球探測到底該探測哪些科學問題，這幾個基本問題論證下來，歐陽自遠帶領的團隊又花了10年光陰。

經(jīng)過前前后后長達45年的籌備，2004年，中國的繞月探測工程終于獲得批準，并被命名為“嫦娥工程”。這是中國第一次離開地球軌道，飛向另一顆星球的計劃。

根據(jù)《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》，中國探月工程分“繞、落、回”三期，每一步都是對前一步的深化，并為下一步奠定基礎，它們有明顯的遞進關(guān)系。

一顆隕石打開通向太空的大門

地球和月球是什么關(guān)系？宇宙蒼穹到底是什么樣子？

1969年7月20日，美國“阿波羅11號”飛船的航天員帶著一系列的任務奔向月球，希望能近距離觀察月球，從而讓關(guān)于月球的種種猜測塵埃落定。

“（月球上）沒有大氣的，它是超高真空，所以它的環(huán)境極其惡劣，沒有風，沒有雨，沒有任何氣候變化，也就不可能有任何生命。所以月亮一直是荒蕪的，一直是非常寂寞的，這就是我們的月亮?！?歐陽自遠說。

美國的“阿波羅11號”航天員曾經(jīng)從月球帶回了大量的土壤和巖石標本，其中的一塊巖石標本被送到了中國。歐陽自遠幸運地得到了研究這塊月球標本的機會。

“就那么0.5克石頭，我們花了4個月全面解剖，發(fā)表了14篇論文，我們把它是什么，它的年齡多少，它有哪些東西，全弄清楚了?！睆?993年開始，歐陽自遠積極呼吁中國政府啟動探月工程，希望能在月球上找到可以幫助人類社會持續(xù)發(fā)展所需要的資源。

“國家要求我們論證，一是必要性與可行性，二是要做出一個發(fā)展戰(zhàn)略與長遠規(guī)劃，中國到底該怎么干，三是具體設計第一次應該怎么干?！苯?jīng)過十年的縝密論證，2004年1月24日，國務院批準繞月探測一期工程立項，并正式命名為“嫦娥工程”。

嫦娥一號：中國人從來沒有走過那么遠

2007年10月24日18日05分，嫦娥一號繞月探測衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。嫦娥一號是中國首顆繞月人造衛(wèi)星。出于穩(wěn)妥考慮及工程需要，首次任務衛(wèi)星并沒有直接飛向月球，而是先繞地球飛行一星期。10月31日，嫦娥一號經(jīng)過112小時飛行，行程206萬公里，最終進入月球軌道。

11月5日上午11點37分，嫦娥一號第一次近月制動成功，衛(wèi)星速度定格在每秒2.06公里。那一刻，歐陽自遠和時任中國探月工程總指揮欒恩杰、中國探月一期工程總設計師孫家棟情不自禁地擁抱到了一起，他眼睛泛著淚花，哽咽地說：“繞起來啦，繞起來啦……”

與嫦娥一號一起奔月的，還有包括《歌唱祖國》《愛我中華》《但愿人長久》在內(nèi)的30首歌曲、戲曲片段以及《義勇軍進行曲》《東方紅》兩首特別選用歌曲。2007年11月26日，嫦娥一號開始在環(huán)月軌道上“歌唱”，人們能夠通過電視和廣播收聽來自38萬公里之外的美妙歌聲。

在央視直播的《擁抱月球》節(jié)目中，主持人請欒恩杰、孫家棟點歌，兩人稍加商量，異口同聲：“我們兩個點《歌唱祖國》?！碑敗拔逍羌t旗迎風飄揚”的歌聲傳來，節(jié)目現(xiàn)場掌聲雷動。

2009年3月1日16時13分，嫦娥一號衛(wèi)星在控制下成功撞擊月球。中國探月一期工程完美落幕。

從發(fā)射升空開始，嫦娥一號衛(wèi)星累計飛行494天，獲取了全月球影像圖、月表部分化學元素分布、月表土壤厚度等一系列科學研究成果，圓滿實現(xiàn)工程目標和科學目標，為中國月球探測后續(xù)工程和深空探測奠定了基礎。

嫦娥二號：已成為太陽系的小行星

從立項到發(fā)射成功，嫦娥一號僅用了三年多的時間，創(chuàng)造了世界上繞月探測衛(wèi)星研制的最短紀錄。

按照國家部署，在研制發(fā)射嫦娥一號衛(wèi)星的過程中，相關(guān)參研單位同時完成了備份星的研制任務。嫦娥一號任務取得圓滿成功之后，如何處置這顆備份星，成了擺在航天人面前的一道考題。有人主張，可以按照嫦娥一號的步驟再打一次，進一步驗證技術(shù)；也有人主張，增加試驗項目，改進目標，再次進行試驗。

“繞月探測工程成功后，綜合考慮工程一期取得的成果、二期工程的技術(shù)難度、備份產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)和工程相關(guān)系統(tǒng)的條件，論證專家組認為，將備份星進行技術(shù)改進，為二期工程驗證新技術(shù)、降低二期工程的實施風險，更有價值?！睍r任探月工程總指揮陳求發(fā)說。

2008年2月15日，中央正式批準了以“落月探測”為目標的探月工程二期立項，并成立了探月二期工程領導小組。

相比一期繞月探測，二期落月探測要實現(xiàn)月面軟著陸和月面巡察，任務更艱巨，技術(shù)難度更大，風險更高。

2008年6月25日，有關(guān)方面確定將嫦娥一號備份星進行改進，作為二期工程技術(shù)先導星，驗證二期工程部分關(guān)鍵技術(shù)，并依據(jù)發(fā)射順序，將該任務命名為嫦娥二號任務。

10月16日，國務院批準實施嫦娥二號任務。至此，從“繞”起步、為“落”而生的嫦娥二號被賦予新的歷史使命。

“嫦娥二號是由備份星改造而來，但嫦娥二號任務絕不只是嫦娥一號的簡單重復?！标惽蟀l(fā)說，“根據(jù)中國探月工程‘繞、落、回’三步走的規(guī)劃，嫦娥二號實際上相當于‘繞月’與‘落月’的橋梁和紐帶，目的是為將來嫦娥三號實現(xiàn)月面軟著陸進行關(guān)鍵技術(shù)驗證。”

2010年10月1日18時59分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，嫦娥二號成功發(fā)射。嫦娥二號主要是用作試驗、驗證部分新技術(shù)和新設備，降低往后工程的風險，同時深化月球科學探測。

嫦娥二號的表現(xiàn)也十分優(yōu)異：獲得世界首幅分辨率為7米的全月圖；為嫦娥三號驗證了部分關(guān)鍵技術(shù)；在拓展試驗中首次從月球軌道出發(fā)飛赴日地拉格朗日L2點進行科學探測；在距地球700萬公里處實現(xiàn)了對圖塔蒂斯小行星的飛越交會探測。

目前，嫦娥二號衛(wèi)星已經(jīng)成為太陽系的小行星，圍繞太陽做橢圓軌道運行，大約會在2020年前后回到地球附近。

嫦娥三號：五星紅旗首次出現(xiàn)在月球表面

還記得那個全宇宙最浪漫的“兔子”嗎？2013年12月14日21時11分，“嫦娥”懷抱“玉兔”翩躚落月，“嫦娥”身上的五星紅旗瞬間點亮了寂寥月宮。隨后地形地貌相機開機，在布滿礫石和塵埃的月面上，為中國自主研制的“玉兔”號月球車留下“倩影”。

“玉兔”號搭載著一部測月雷達，完成了人類歷史上首幅月球地質(zhì)剖面圖，揭露了月球雨海區(qū)域火山演化的歷史，也展現(xiàn)了月球表面以下330米深度的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，而且還在月球上發(fā)現(xiàn)了新的玄武巖類別。嫦娥三號與“玉兔”配合，還首次發(fā)現(xiàn)了月球上沒有水的直接證據(jù)。

嫦娥三號是探月二期工程的主任務。這是中國首次實現(xiàn)地外天體軟著陸，標志著中國成為世界上第三個自主實施月球軟著陸和月面巡視探測的國家。

如果說，嫦娥一號、二號衛(wèi)星繞月飛行揭開了中國探月的序幕，那么嫦娥三號落月，“玉兔”漫步虹灣，則讓中國探月攀上新高度。以落月為主任務探月工程二期2008年立項，成立了由國防科工局牽頭的探月工程重大專項領導小組。

時任國防科工局局長許達哲表示，探月工程實施以來，工程領導小組從實際出發(fā)，科學論證、科學規(guī)劃、科學組織、科學管理，著力推動工程研發(fā)、制造、應用能力的提升。

“中國探月經(jīng)歷了一個干什么去、為什么去、怎么去、有什么條件去的整套醞釀過程?！睓瓒鹘苷f。

航天是高風險行業(yè)，航天產(chǎn)品設計與研制往往傾向于使用成熟技術(shù)，新型號研制時采用成熟技術(shù)和產(chǎn)品比例一般不低于70%。嫦娥三號的全新任務要求科研人員通過原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新，突破核心關(guān)鍵技術(shù)，探測器新研技術(shù)、產(chǎn)品比例高達80%。

為實現(xiàn)嫦娥三號多窗口、寬窄度準時發(fā)射，運載火箭研制團隊對長三乙火箭展開了提高運載能力、提高可靠性、高精度制導等6大專項技術(shù)攻關(guān)，確保嫦娥三號準確入軌。

“嫦娥”落下去、“玉兔”走起來是嫦娥三號任務最大的難點。探測器團隊集智攻關(guān)，突破了月球無大氣條件下的著陸減速、自主導航控制、月面生存、月面自主導航等核心技術(shù)。

“從單機到初樣再到正樣，邁過了上百個坎。比如探測器減重就是很大挑戰(zhàn)。我們通過材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和設備集成化讓‘三姑娘’成功‘瘦身’?！睍r任探測器系統(tǒng)副總設計師張熇說。

為護送嫦娥奔月完全自主研發(fā)的佳木斯66米深空站是亞洲口徑最大、接收靈敏度最高的天線，被譽為牽引嫦娥三號的“風箏線”。

探月工程的成功實施，提升了系統(tǒng)集成、測控通信、運載火箭等航天技術(shù)的水平。探月工程總設計師吳偉仁表示，探月中產(chǎn)生的新技術(shù)未來將帶動信息、新能源、新材料、微機電、遙科學等高新技術(shù)的發(fā)展。

“我們對探月工程很有信心，信心就建立在中國航天這支隊伍上。”孫家棟說。嫦娥三號成功背后是數(shù)以萬計默默奉獻的科研人員。

探測器系統(tǒng)“三朵金花”的譚梅、張熇、張玉花，勇?lián)厝?，攻堅克難；“燃料加注五壯士”之一的謝兆勝，在一次故障排除中中毒昏迷7天，身體尚未恢復就趕回崗位；“載荷系統(tǒng)夫妻檔”楊建峰與阮萍分別擔任全景相機的主任設計師與月基光學望遠鏡副主任設計師，攻堅階段一連數(shù)月埋頭工作，上高中的女兒只能天天吃學校的“小飯桌”。

在庫姆塔格沙漠的室外試驗場，科研人員整天與黃沙作斗爭，白天夜晚溫差有40攝氏度；在室內(nèi)實驗室，科研人員一連做了兩個月試驗，汗水和火山灰和成“泥漿水”沾滿全身。

探月工程磨煉培養(yǎng)了一批批航天人。高素質(zhì)、有擔當?shù)闹星嗄旯歉砷_始“挑大梁”。探測器系統(tǒng)團隊平均年齡僅33歲，嫦娥三號總設計師孫澤洲是“70后”；載荷系統(tǒng)中譚小敏是“80后”，八個月就完成了測距測速敏感器方案設計和樣機研制。

嫦娥三號月球軟著陸并展開巡視勘察，進一步了解月表地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造與化學成分，探測地月空間與月表環(huán)境，實施月基光學天文觀測，全面實現(xiàn)了探月工程二期戰(zhàn)略目標，再次驗證了航天事業(yè)堅持中國道路的正確性。

嫦娥五號T1試驗器：低調(diào)的探路先鋒

嫦娥三號發(fā)射成功不到一年，2014年10月24日，中國又向月球發(fā)射了一顆衛(wèi)星——綽號“小飛”的“嫦娥五號T1試驗器”。一看名字就知道它與嫦娥五號有關(guān)系。然而，長期以來“小飛”的存在感始終略低，但它作為探月工程三期再入返回飛行試驗器在中國探月史上的地位絕對不可動搖。

2014年11月1日，繞月球一周后的“小飛”在距離地面5000公里的高度將返回艙“拋”回地面?！靶★w”返回艙由原西安衛(wèi)星測控中心著陸場站成功回收，探月工程三期再入返回飛行試驗圓滿成功。

以為“小飛”的使命就這么完了嗎？當然沒有。返回艙返回后，服務艙繞地球抬升再次返回月球，默默地開始為后來者們“打前站”。

其中包括：小飛拍的地月合影就是現(xiàn)在的“鵲橋”視角；驗證了“鵲橋”中繼星的軌道技術(shù)；驗證了嫦娥五號的繞月軌道；為未來的嫦娥四號和嫦娥五號都找好了最舒服的“落腳點”……

“鵲橋”：讓月背與地面“零距離”

眾所周知，我們只能看到月球的正面，月球背面一直是測控與通信的“禁區(qū)”。由于嫦娥四號將實現(xiàn)人類首次月球背面著陸探測，所以必須要借助一枚中繼星搭建起聯(lián)通地面與月球背面的通信橋梁。

2018年5月21日，嫦娥四號的通信先鋒——“鵲橋”中繼星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心正式踏上征途。

2018年6月14日“，鵲橋”成功實施軌道捕獲控制，進入環(huán)繞距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點的Halo使命軌道，成為世界首顆運行在地月L2點Halo軌道的衛(wèi)星“。鵲橋”實現(xiàn)了前無古人的壯舉，寧靜的月球背面終于有機會迎來第一個來自地球的訪客。

日前中國國家航天局有關(guān)負責人在接受記者采訪時表示，國家航天局高度重視航天國際合作與交流，希望給國際同行和科學家們提供開展月球探測的機會。正在在軌運營的“鵲橋”中繼星，后續(xù)還有3到5年的壽命，歡迎國際社會利用“鵲橋”中繼星繼續(xù)開展科學研究工作。

嫦娥四號：到月球的背面去

2018年12月8日2時23分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射嫦娥四號探測器，開啟了月球探測的新旅程。

跟二號和三號不同的是，嫦娥四號是首次在月球背面著陸，并放出無人月球車，難度遠超以往。由于潮汐鎖定等原因，自人類誕生以來，就從未有人在地球上見過月球背面，無形中，這給月球背面蒙上了一層神秘的面紗。

2019年1月11日，嫦娥四號著陸器與“玉兔二號”巡視器工作正常，在“鵲橋”中繼星支持下順利完成互拍，地面接收圖像清晰完好，中外科學載荷工作正常，探測數(shù)據(jù)有效下傳，搭載科學實驗項目順利開展，達到工程既定目標，標志著嫦娥四號任務圓滿成功。至此，探月工程取得“五戰(zhàn)五捷，連戰(zhàn)連捷”。

1月15日，嫦娥四號上搭載的生物科普試驗載荷發(fā)布了最新試驗照片，照片顯示試驗搭載的棉花種子已經(jīng)長出了嫩芽，這也是在月面長出的第一道“綠色”。

在浩瀚的宇宙中，甚至是在太陽系內(nèi)，嫦娥四號降落在行星鄰近的衛(wèi)星，或許看來微不足道，但在人類航天史上無疑是值得稱道的一小步，也是中國航天人追夢的一段前進標注。

49年間，從中國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號發(fā)射成功到擁有了30多顆星組成的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，從飛出大氣層到航天員能夠在太空駐留三十天，從在地球軌道建造科學實驗室到可以將探測器送到月球，時間的標尺不斷丈量出中國航天一個又一個夢想。

國務院新聞辦公室2019年1月14日召開的新聞發(fā)布會上，國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華表示，中國將繼續(xù)實施月球探測工程，突破探測器地外天體自動采樣返回技術(shù)，2019年年底前后將發(fā)射嫦娥五號，實現(xiàn)區(qū)域軟著陸及采樣返回，探月工程將實現(xiàn)“繞、落、回”三步走目標。

2016年4月，首個“中國航天日”設立之際，習近平總書記作出重要指示——“探索浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，建設航天強國”。

展望未來，2020年前嫦娥五號將登陸月球并自主取樣返回，2020年左右將實施中國首次火星探測任務。中國深空探測工程將飛向更深更遠的宇宙空間與天體，中國航天正向著“2030年實現(xiàn)整體躍升，躋身航天強國之列”進發(fā)。

中國探月工程大事記

▲1991年，中國航天專家提出開展月球探測工程。

▲1998年，國防科工委正式開始規(guī)劃論證月球探測工程，并開展了先期的科技攻關(guān)。

▲2001年11月，國務院新聞辦公室發(fā)表了《中國的航天》白皮書，其中“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”被列入近期發(fā)展的目標。

▲2003年4月，國家航天局宣布正式啟動月球探測工程的預先研究。

▲2004年1月，國務院正式批準了繞月探測工程立項。2月25日，繞月探測工程領導小組第一次會議召開，會議通過《繞月探測工程研制總要求》，同時將工程命名為“嫦娥工程”。

▲2005年12月29日，繞月探測工程領導小組召開第三次會議，審議并通過了工程轉(zhuǎn)入正樣研制階段。

▲2007年8月，繞月探測工程完成了嫦娥一號衛(wèi)星和長征三號甲運載火箭產(chǎn)品研制，轉(zhuǎn)入發(fā)射實施階段。

▲2007年10月24日，嫦娥一號衛(wèi)星由長征三號甲運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。

▲2007年11月26日，國家航天局正式公布嫦娥一號衛(wèi)星傳回的第一幅月面圖像，中國首次月球探測工程開局圓滿。

▲2009年3月1日，嫦娥一號衛(wèi)星準確落于月球東經(jīng)52.36度、南緯1.50度的預定撞擊點，成功完成硬著陸，為中國探月一期工程畫上圓滿的句號。

▲2010年1月11日，“繞月探測工程”等3項成果被授予國家科學技術(shù)進步獎特等獎。

▲2010年10月1日，嫦娥二號衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，中國探月工程二期揭開序幕。10月2日，經(jīng)過一系列姿態(tài)調(diào)整，嫦娥二號拍下它的第一幅“地月成像”中的對地成像攝影作品。

▲2012年2月6日，國家國防科工局發(fā)布了探月工程嫦娥二號月球探測器獲得的7米分辨率全月球影像圖，中國探月工程又取得了一項重大的科研成果。

▲2012年4月15日，嫦娥二號在拉格朗日L2點環(huán)繞軌道上飛行了235天，出色地完成了觀察太陽的任務后，受控飛入距離地球大約1000萬千米深邃的太陽系空間，邁出了中國深空探測的新步伐。

▲2012年12月13日，嫦娥二號成功飛抵距地球約700萬公里遠的深空，并與“戰(zhàn)神”圖塔蒂斯小行星擦肩而過，相對距離僅有3.2公里，首次實現(xiàn)中國對小行星的飛越探測，再拓展試驗圓滿成功。

▲2013年11月，國防科工局新聞發(fā)言人吳志堅宣布，嫦娥二號衛(wèi)星與地球間距離突破6000萬公里。

▲2013年12月2日，長征三號乙運載火箭搭載嫦娥三號在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。嫦娥三號實現(xiàn)月球軟著陸和巡視探測任務。

▲2018年12月8日，嫦娥四號月球探測器被成功發(fā)射。