為你點贊！中國探月工程

中國的空間探測是從月球探測開始的，這是因為月球是離地球最近的一個星球，又蘊含著豐富的資源和能源以及特殊環境，所以從技術、科學和經濟等方面講，各國在空間探測領域大都先從探月開始是符合科學規律的。隨著我國經濟和科技的不斷發展，從2004年起，中國開始實施月球探測工程。

「繞、落、回」三步走

中國探月工程採用繞月探測、落月探測和月球採樣返回探測，即「繞、落、回」三步走發展戰略實施，每一步都是對前一步的深化，並為下一步奠定基礎，它們有明顯的遞進關係。

「繞」：2007年（一期）發射繞月探測器，對月球進行全球性普查。它原定通過發射嫦娥一號、二號繞月探測器來完成，其中嫦娥二號是嫦娥一號的備份。後來由於嫦娥一號表現出色，嫦娥二號衛星改作探月第二階段的技術先導星。

「落」：2013年（二期）發射攜帶月球車的探測器在月面著陸，對著陸區附近進行區域性詳查。它原定通過發射嫦娥三號、四號探測器來完成，其中嫦娥四號是嫦娥三號的備份，後來嫦娥二號也用於這一階段任務，用於突破關鍵技術。

「回」：2020年前（三期）發射月球採樣返回器。它在月面特定區域軟著陸並採樣，然後把月球樣品帶回地球進行精查。

「繞」 月 探 測

2007年10月24日，我國發射第一個月球探測器嫦蛾一號。它運行在距月面約200千米高的圓形極軌道上，採用了較多新技術。例如，三體定向技術、紫外敏感器等，用了修2千米地鐵的錢造了38萬千米的天路。它於同年11月20日傳回第1幅月面圖像，從而豎起了繼人造衛星、載人航天之後，我國航天的第三個里程碑。

在嫦娥一號上有8種科學儀器，用於獲取月球表面三維立體圖像，探測月表不同物質的化學元素和地月空間環境，首次用微波探測儀測量月壤的厚度。

嫦娥一號的測控以S頻段航天測控網為主，輔以甚長基線干涉（VLBI）天文測量系統組成。VLBI是一種射電干涉技術，通過無線電波干涉的方法，將間隔數百乃至數千千米長度基線兩端的口徑較小的射電望遠鏡，合成為巨大的綜合孔徑望遠鏡，其等效直徑為望遠鏡之間的最長基線長度。通過延長基線，VLBI能獲得極高的解析度，是目前解析度最高的天文觀測技術。我國的射電望遠鏡VLBI觀測網由四個VLBI站（北京密雲站、烏魯木齊南山站、昆明鳳凰山站、上海佘山站）和一個數據處理中心(上海)組成。位於靠近我國國土邊緣的四個站構成6條測量基線。最長基線長度可達3200多千米。

在超額完成各項任務後，為了積累落月過程式控制制和軌道測定方面的經驗，嫦娥一號於2009年3月1日受控撞擊了月球豐富海區域。它比原計劃多飛117天；飛行期間經歷3次月食；傳回1.37TB有效科學探測數據。

嫦娥一號獲取了世界第一幅全月圖，以及月表化學元素分布和礦物含量及月壤分布和近月空間環境等數據，填補了我國在探月領域的空白。

「落」 月 探 測

我國落月探測計劃實施嫦娥二號、三號、四號共3次飛行任務。

由於落月探測要突破等一系列關鍵技術，技術跨度和實施難度較大。因此，為了降低風險，在發射嫦娥三號之前，先於2010年10月1日發射了嫦娥二號。

嫦娥二號運行在距月面100千米高的極軌道上，設計壽命半年，解析度7米，主要完成兩大任務：一是對新技術進行試驗驗證，對未來的預選著陸區進行高解析度成像；二是獲得更加豐富和準確的探測數據，深化對月球的科學認知。

2011年4月1日，嫦娥二號半年設計壽命期滿後，進行了拓展試驗，例如，2011年8月25日，嫦娥二號在世界上首次實現了從月球軌道出發，受控進入日地拉格朗日2點環繞軌道，使我國成為造訪拉格朗日2點的前三甲。

2012年6月1日，嫦娥二號又成功變軌，進入飛往小行星的軌道。同年12月13日，嫦娥二號對圖塔蒂斯小行星進行飛越探測。它使我國成為世界第4個探測小行星的國家，開創了我國航天一次發射開展多目標多任務探測的先河。

嫦娥三號是探月二期工程的主任務。2013年12月2日，我國成功把嫦娥三號直接送入地月轉移軌道。12月14日，嫦娥三號在月面軟著陸，首次實現了我國對地球以外天體的軟著陸。 12月15日，嫦娥三號著陸器與巡視器互相拍照，使我國成為世界第3個掌握落月探測技術的國家。它使我國取得了跨越式進步，直接獲得了豐富的月球數據，並經受了著陸、移動和長月夜生存三大挑戰。

2018年5月21日，我國發射首顆月球中繼星「鵲橋」，6月14日進入使命軌道。同年12月8日，發射首次在月球背面著陸的探測器嫦娥四號。

探測月球背面比正面保留著更為原始的狀態，對研究月球和地球的早期歷史具有重要價值。另外，月球背面可屏蔽來自地球的各種無線電干擾信號，因而在那裡能監測到地面和地球附近的太空無法分辨的電磁信號，有望取得重大成果。

正是由於在地球上永遠看不到月球的背面，所以在月球背面著陸的探測器不能直接和地球站進行無線電通信，為此我國今年先把「鵲橋」送入地月拉格朗日2點暈軌道。在這個軌道上運行，「鵲橋」能同時看到地球和月球，從而可為此後發射的嫦娥四號著陸器與地球站之間提供通信鏈路，傳輸測控通信信號和科學數據。

月球中繼衛星與地球、月球的相對位置關係

地月拉格朗日點是指地球和月球之間的引力平衡點，一共有5個，其中有兩個是穩定的，即小物體在該點處即使受外界引力的攝擾，仍然有保持在原來位置處的傾向。「鵲橋」運行在地月拉格朗日2點（地月L2點）暈軌道，這個軌道是在地月球心連線上靠近月球的一側，距月球約6.5～8萬千米處。在這個軌道上「鵲橋」能同時看到地球和月球背面，從而可為此後發射的嫦娥四號與地球站之間提供通信鏈路，傳輸測控通信信號和科學數據，還能節省燃料。

5個地月引力平衡點——L點

「鵲橋」不能在地月L2點上運行，而是在繞地月L2點的暈軌道（Halo）——使命軌道運行，否則會被月球擋住，無法與地球聯繫。暈軌道距月球6.5～8萬千米，是繞地月L2點運行的一種軌道，形狀為三維非規則曲線，周期14天，Z軸振幅高達1.3萬千米，軌道控制非常複雜，所以叫暈軌道。

作為嫦娥三號的備份，嫦娥四號仍是由著陸器和巡視器組成，但是因為嫦娥四號與嫦娥三號的科學目標差異很大，因此兩者所裝載的科學載荷有明顯變化，與荷蘭、德國、瑞典、沙特開展了4項科學載荷方面的國際合作，搭載了3項由哈爾濱工業大學、中山大學、重慶大學等國內高校研製的科學技術試驗項目。

嫦娥四號有三大科學任務：開展月球背面低頻射電天文觀測與研究；開展月球背面巡視區形貌、礦物組份及月表淺層結構探測與研究；試驗性開展月球背面中子輻射劑量、中性原子等月球環境探測研究。

採樣返回

我國探月三期的任務是採樣返回，取回2千克月樣品到地球實驗室精查。其目標是實現我國首次月面自動採樣返回，對返回樣品進行系統分析與研究，深化對月球和地月系統的起源與演化的認識。這也將為載人登月和深空探測奠定基礎。

再入返回飛行試驗器於2014年10月24日升空。11月1日，試驗器的返回艙在內蒙古著陸。這是我國航天器第一次在繞月飛行後再入返回地球，它的成功表明，我國已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回關鍵技術。

來源：國家航天局

作者：龐之浩

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