探月工程：我國深空探測的“前哨”

文／本刊記者 項 錚

“嫦娥五號”帶回來的月壤日前已經(jīng)完成第一批樣品發(fā)放，科學(xué)家們將重點圍繞月球成分、年齡、太空風(fēng)化和火山巖漿活動歷史等，對月球形成、演化等科學(xué)問題進(jìn)一步研究。

“探月工程提升了我們對月球和地球的認(rèn)識水平，提升了自然科學(xué)的發(fā)展?！痹诮谡匍_的科創(chuàng)中國·科學(xué)家企業(yè)家創(chuàng)新論壇上，中國探月工程三期總設(shè)計師胡浩說，月球是地球唯一的一顆天然衛(wèi)星，具有很多不可替代的優(yōu)勢和特點，對月球的進(jìn)一步利用一定會對我們科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展帶來重大的影響和支撐。

瞄準(zhǔn)深空

胡浩介紹，我國的探月工程起源2004年。那時候，中國航天已經(jīng)具備了一定水平，比如運載火箭具備了一定的運載能力，導(dǎo)航衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星、風(fēng)云衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星等都已形成一定規(guī)模，同時，載人航天工程也取得了輝煌的成就，我國航天工程該向何處去？哪些航天項目能進(jìn)一步提升航天能力和水平？

“這時候，我們確立了目標(biāo)——即向更遠(yuǎn)處去，向深空邁進(jìn)，探索更多的未知，推動我國航天事業(yè)的發(fā)展?！焙平榻B，如何向更遠(yuǎn)處去？首先，需要提升運載工具的能力，探測器需要能自主完成更復(fù)雜的任務(wù)，需要進(jìn)一步提高對深空軌道的認(rèn)識，地面的測控系統(tǒng)需要進(jìn)一步建設(shè)完善等等。同時，我國的科學(xué)家也在論證，通過月球和其他地外天體的探測，將進(jìn)一步深化我們對自然、宇宙，包括地球本身的認(rèn)識。

胡浩介紹，“月球探測工程的本質(zhì)是科技工程，就是科學(xué)上應(yīng)有新發(fā)展，技術(shù)水平上要有提高?；谝陨弦蛩?，2004年我國月球探測工程立項?！?/p>

每一步都有創(chuàng)新

月球是距離地球最近的天體，但真正的靠近它、了解需要有強(qiáng)大的技術(shù)能力。

胡浩介紹，在探月工程之初，通過“繞、落、回”三個階段來實現(xiàn)月球無人探測的任務(wù)。

首先，應(yīng)對月球進(jìn)行環(huán)繞探測。2007年，月球的環(huán)繞探測由嫦娥一號完成。我們從地球走到了月球，邁出了重要的一步。在嫦娥一號基礎(chǔ)上，我們研發(fā)了嫦娥二號，邁向更深空。

第二步是實現(xiàn)月球上著陸。嫦娥二號對月球進(jìn)行了比較詳細(xì)的巡視勘察，為月球著陸打下了很好的基礎(chǔ)。2014年和2018年，嫦娥三號和嫦娥四號分別實現(xiàn)在月球正面和月球背面的軟著陸和巡視探測。

第三步是在月球上采樣，并把月球上的樣品拿回地球進(jìn)行深入分析。去年年底，嫦娥五號實現(xiàn)了月球的采樣返回的目標(biāo)。

“月球探測工程是我國重大科技專項，”胡浩介紹，“2020年底我們?nèi)缙谕瓿闪四繕?biāo)，這三大步驟脈絡(luò)很清晰，每一步都有創(chuàng)新的項目，每一步又為后續(xù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件?！?/p>

帶動大批相關(guān)技術(shù)發(fā)展

胡浩介紹，探月工程整體推動了我國家航天事業(yè)的發(fā)展。以探月工程為應(yīng)用目標(biāo)，有效帶動了運載火箭、發(fā)射場和測控系統(tǒng)的發(fā)展。我國的深空測控網(wǎng)建到了全世界，實現(xiàn)了基本上全天時、全天候、多目標(biāo)、精確測量控制通信的行星探測測控系統(tǒng)。通過探月工程，我們建設(shè)了一大批地面仿真實驗驗證設(shè)施，增強(qiáng)了我國進(jìn)入太空空間的能力，為未來的深空探測活動奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

探月工程帶動了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。月球的狀態(tài)是真空，早晚溫差極大。這要求我們要研制適應(yīng)月球特殊環(huán)境的輕小型化、自主能力強(qiáng)、耐真空、耐溫差變化的設(shè)備產(chǎn)品。探月工程的實施，帶動了我國信息、微機(jī)電、動力、新材料、新工藝等領(lǐng)域一批新技術(shù)進(jìn)步，形成了一大批先進(jìn)試驗方法、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，帶動了諸多領(lǐng)域科技重大創(chuàng)新，目前多項技術(shù)已在其他航天任務(wù)和相關(guān)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

探月工程的實施使我們收獲了大批的技術(shù)成果。比如，探月工程使用的國旗需要耐真空且耐高低溫變化，所以對國旗印染噴涂帶來新的挑戰(zhàn)。經(jīng)過攻關(guān)解決了這些問題，而這些專利和成果也已經(jīng)開展了一些轉(zhuǎn)化，北京冬奧會運動員服裝上的國旗應(yīng)用了這項技術(shù)。高比能量鋰氟化碳電池組成功應(yīng)用于無人機(jī)和空間站返回艙等任務(wù)中。紅外成像光譜儀技術(shù)轉(zhuǎn)化形成了廣譜可調(diào)緊湊型成像光譜儀等產(chǎn)品。因為要適應(yīng)生存的環(huán)境帶來的這些挑戰(zhàn)，包括空間輻射、冷熱交變、微小型化這些特點，所以這些器件、材料適應(yīng)能力非常強(qiáng)，這對于后續(xù)的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化有重要的作用。

探月工程六戰(zhàn)六捷，做到了起步晚但起點高；投入少但產(chǎn)出多；任務(wù)次數(shù)少但覆蓋內(nèi)容全；整體能力快速發(fā)展，使我國在該領(lǐng)域迅速進(jìn)入國際先進(jìn)行列。探月工程探索出一套符合我國國情和重大科技工程要求的科學(xué)管理模式和方法，積累了組織實施重大科技工程的重要經(jīng)驗，走出一條新型舉國體制下重大航天科技工程成功之路，為我國航天事業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)，并開辟了更為廣闊的發(fā)展空間。