拥抱月球

十年磨剑

　　开展月球探测不仅具有积极的科学意义，同时还具有重大的政治、经济和社会意义，因此在20世纪60年代到70年代美苏两国不惜投入大量的人力财力物力向月球进军。随着经济的发展、技术的进步以及综合国力的提高，我国于2004年正式开始以月球探测为起点的深空探测活动。这是我国在人造地球卫星和载人航天之后的又一个重大的航天项目。回顾我国的探月历程，在月球探测正式立项之前，我国科学家已经开展了十多年的前期准备工作，可谓是“十年磨剑”。

　　“863”课题组

　　时任“863计划”航天领域首席科学家的闵桂荣院士提出中国应开展月球探测活动的建议，并成立了“863”月球探测课题组”。

　　航天局专家

　　论证

　　国家航天局组织专家论证利用因其他任务延迟而空余的一枚长征三号甲火箭，发射1颗人造物体硬着陆月球的计划。

　　完成技术方案

　　中国完成了探月卫星的技术方案研究。

　　提交论证报告

　　国防科工委正式开始规划论证月球探测工程，完成了卫星关键技术的研究，随后向相关主管部门提交了多份论证报告。

　　绕、落、回

　　三步走

　　中国科学院研究组完成《中国月球资源探测卫星科学目标》研究报告，提出了现今被广泛接受并作为立项目标的“绕、落、回”三步走的设想。

　　发布白皮书

　　11月22日，国务院新闻办公室发表《中国的航天》白皮书，“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”被列入了近期发展的目标。

　　攻关

　　国防科工委下达了月球探测工程关键技术攻关重大背景型号预研项目，月球探测工程进入工程立项前的攻关阶段。

　　提出绕月探测工程方案

　　国家航天局宣布正式启动月球探测工程的预先研究，最终提出了立足中国现有能力的绕月探测工程方案。

　　月球探测工程一期正式立项

　　1月23日，国务院正式批准了月球探测工程一期——绕月探测工程立项，中国向深空探测迈出第一步。

　　正式命名为“嫦娥工程”

　　2月25日，绕月探测工程领导小组召开第一次会议，会议通过了《绕月探测工程研制总要求》，同时宣布：中国绕月探测工程于当日起正式实施，并将绕月探测工程正式命名为“嫦娥工程”。

　　三大战役

　　依据分步实施、不断跨越的原则，无人探月工程需要进行“绕、落、回”这三大战役，整个工程预计在2020年前后完成。

　　第一步为绕月探测，即在2004—2007年研制、发射绕月探测器。这一阶段要突破地月飞行、远距离测控和通信、绕月飞行、月球遥测与分析等技术，并建立了中国月球探测航天工程初步系统。这一步已通过嫦娥1号绕月探测器完成。

　　第二步为落月探测，即在2007—2013年研制和发射落月探测器。这一阶段将主要突破月球软着陆、自动巡视勘察、深空测控通信、月夜生存等关键技术，为以后建立月球基地的选址提供月面的化学和物理参数。嫦娥三号任务圆满成功后，其备份星嫦娥四号将进行适应性改进，为探月工程三期试验验证部分关键技术。

　　第三步为采样返回探测，即在2013～2020年研制和发射采样返回器到月球表面特定区域进行分析采样，然后将月球样品带回地球进行详细研究。这一步主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术和高精细月球样品分析技术等关键技术。它将通过嫦娥五号、嫦娥六号采样返回器完成，其中嫦娥六号是嫦娥五号的备份。

　　撞击月球

　　2007年10月24日，我国第1个月球探测器——嫦娥一号绕月探测器由长征三号甲火箭送入太空，并于2007年11月20日传回所拍摄的第1幅月面图像。这也成为我国航天事业继东方红一号人造地球卫星和神舟五号载人飞船之后，第3个具有里程碑意义的成就。

　　嫦娥一号采用东方红三号卫星平台，其工作寿命1年，运行在距月球表面约200千米高的极轨道上。与人造地球卫星相比，嫦娥一号采用了较多新技术，例如采用了三体定向技术、安装了紫外敏感器等 。

　　2008年7月1日，嫦娥一号完成了全月球影像数据的获取。2008年10月24日，它实现了在轨1年寿命，完成了各项任务。此后，嫦娥一号又开展了变轨等10余项验证试验。为了给探月二期工程“探路”，积累落月过程控制和轨道测定方面的经验，嫦娥一号于2009年3月1日受控撞击了月球丰富海区域，成功完成硬着陆。

　　嫦娥一号的CCD立体相机首次实现了月球表面的100%覆盖，使中国制作的“全月球影像图”在几何配准精度、数据的完整性与一致性、图像色调等方面均在国际处于先进水平。

　　采用嫦娥一号的激光高度计所获数据制作的分辨率为3000米左右的全月球数字高程模型，在精度和分辨率上都达到了国际先进水平，并在此基础上制作出达到国际领先水平的全月球三维立体数字地形图。

　　嫦娥一号的γ射线谱仪获得了铀、钍、钾3类重要元素的全月球分布和含量，以及镁、铝、硅、铁、钛5类重要元素的局部区域的分布和含量。

　　通过国际首次采用的微波探测仪所获数据，推算出月壤厚度为5～6米，月壤中的氦-3含量约为100万吨。

　　嫦娥一号还获得了太阳高能粒子时空变化图、太阳风离子能谱图和时空变化图等，发现了它们与地球磁场和月表带电粒子之间相互作用过程中的一些独特物理现象。

　　飞向深空

　　由于落月探测要突破月球软着陆、自动巡视勘察、深空测控通信和月夜生存等一系列关键技术，技术跨度和实施难度较大。经过我国专家反复论证后决定，为了降低落月探测的风险，在发射中国首个落月探测器嫦娥三号之前，先于2010年10月1日用长征三号丙火箭发射嫦娥二号绕月探测器。它运行在距月球表面约100千米高的极轨道上，设计寿命半年，分辨率7米。

　　嫦娥二号原来是嫦娥一号的替补，由于嫦娥一号表现出色，所以就将嫦娥二号改作我国探月二期工程的技术先导星。它主要完成两大任务：一是对新技术进行试验验证，对未来的预选着陆区进行高分辨率成像；二是获得更加丰富和准确的探测数据，深化对月球的科学认知。2010年11月8日，我国首次公布了嫦娥二号传回的嫦娥三号预选着陆区月面虹湾区域局部影像图，它标志着嫦娥二号工程任务取得圆满成功。

　　2011年4月1日，嫦娥二号月球探测器半年设计寿命期满。此后，它又开展了三项拓展试验：一是在已获取99.9%月球图像的基础上，补全了月球南北两极漏拍点，获得了世界最全的高分辨率月球图；二是用主发动机降轨至15千米，再次对嫦娥三号预选着陆区虹湾地区进行了高清晰度成像，以验证在月球背面卫星不可监测的条件下，导航控制与推进系统的协同能力；三是离开了月球，飞往太阳与地球引力平衡点——拉格朗日2点驻留，进行科学探测。

　　2013年7月14日，已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号与地球间距离突破5000万千米，预计2014年7月这一星地距离将达到1亿千米。此后还有望在飞行到距地球约3亿千米处时保持测控通信，从而为未来的火星探测奠定基础。

　　在嫦娥三号成功发射之后，作为嫦娥三号备份的嫦娥四号将会肩负起类似嫦娥二号的先导任务，为嫦娥工程三期的成功实施打下一个坚实的基础。

　　嫦娥工程三期的全称叫“月面巡视勘察与采样返回”阶段，将把装有小型采样返回舱、月表钻岩机等科学设备的嫦娥五号月球采样返回器发射至月球表面并完成软着陆。月球采样返回器由着陆器和返回器两部分组成，将开展探测区月貌和物质调查，进行月基空间环境和空间天气探测，获取探测区的背景资料，并选择合适地点进行采样。采样任务完成后返回舱在月面起飞，将月球样品运送回地球，供实验室作进一步的系统分析和研究。

　　我国在基本完成不载人的月球探测任务后，将根据当时国际月球探测发展情况和中国的国情国力，择机实施载人登月探测。目前这项工作正在论证过程中。我国专家建议在2025～2030年间进行载人登月。