探月工程

作者:祁紫轩 时间:2020-06-15 点击数:

探月工程是利用航天器对月球进行的各种探测。月球是地球的天然卫星,当然成为空间探测的第一站。中国探月工程,又称“嫦娥工程”。

公元1969年,阿波罗十一号飞船载人登月,全世界有六亿人通过电视转播同时收看了这历史性的一幕。当看到美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下人类的第一个脚印时,观者无不心驰神往。我们征服了人类出现几百万年以来俯首膜拜的月亮,这月球上的小小一步似乎暗示了人类无限的未来!

从1999年开始,国防科工委组织有关部门系统地论证了月球探测的科学目标,2000年,中国科学院通过了对科学目标的评审,并据此科学目标开始研制有效载荷。从2002年起,国防科工委组织科学家和工程技术人员研究月球探测工程的技术方案。经过两年多的努力,深化了科学目标及其实施途径,落实了探月工程的技术方案,建立了全国大协作的工程体系,提出了立足我国现有能力的绕月探测工程方案。

2004年1月,国务院批准绕月探测工程立项,命名为嫦娥工程。2006年2月,国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》,明确将“载人航天与探月工程”列入国家十六个重大科技专项。中国的探月工程分为“绕”“落”“回”3个阶段。

一、“绕”

探月工程是利用航天器对月球进行的各种探测。月球是地球的天然卫星,当然成为空间探测的第一站。中国探月工程,又称“嫦娥工程”。

公元1969年,阿波罗十一号飞船载人登月,全世界有六亿人通过电视转播同时收看了这历史性的一幕。当看到美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下人类的第一个脚印时,观者无不心驰神往。我们征服了人类出现几百万年以来俯首膜拜的月亮,这月球上的小小一步似乎暗示了人类无限的未来!

从1999年开始,国防科工委组织有关部门系统地论证了月球探测的科学目标,2000年,中国科学院通过了对科学目标的评审,并据此科学目标开始研制有效载荷。从2002年起,国防科工委组织科学家和工程技术人员研究月球探测工程的技术方案。经过两年多的努力,深化了科学目标及其实施途径,落实了探月工程的技术方案,建立了全国大协作的工程体系,提出了立足我国现有能力的绕月探测工程方案。

2004年1月,国务院批准绕月探测工程立项,命名为嫦娥工程。2006年2月,国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》,明确将“载人航天与探月工程”列入国家十六个重大科技专项。中国的探月工程分为“绕”“落”“回”3个阶段。

一、“绕”

嫦娥二号轨道示意图

二期工程先导星嫦娥二号,于2010年10月1日成功发射,直接进入地月转移轨道,实现月球捕获后,在100公里圆轨道,7种科学载荷开展了多项科学探测,并为后续嫦娥三号任务验证了部分关键技术。2011年6月9日,嫦娥二号完成预定各项探测任务后,飞离月球轨道,开展了日地拉格朗日L2点探测和图塔蒂斯小行星飞越探测等多项拓展试验,成为了绕太阳飞行的人造小行星,目前距地球超过9000万公里。预计2029年将再次飞回地球附近700万公里处。

——“嫦娥三号”

嫦娥三号是二期工程的主任务,于2013年12月2日发射,完成地月转移、绕月飞行和动力下降后,在月球虹湾预选着陆区安全软着陆,巡视器成功驶离着陆器并互拍成像,实现中国航天器首次地外天体软着陆与巡视勘察。探测器携带的8台科学仪器,开展了多项科学探测与巡视勘察,获得大量科学探测数据,实现了预定科学目标。探测器采用钚一238同位素热源、两相流体回路供热度过月夜。目前已经N5个月夜考验。巡视器采用遥操作实施月面科学探测,其每一次科学探测要经历感知与规划和科学探测两大步骤。

探月工程二期嫦娥三号轨道示意图

嫦娥三号月面巡视器和着陆互拍图

——“嫦娥四号”

嫦娥四号探测器,是嫦娥三号的备份星。它由着陆器与巡视器组成,巡视器命名为“玉兔二号”。嫦娥四号的着陆器携带巡视器于2018年12月8日2:23由长征三号乙改进Ⅲ型运载火箭发射升空。“鹊桥”是嫦娥四号探测器的中继卫星,于2018年5月21日在西昌卫星发射中心由长征四号丙运载火箭发射升空。这是中国首颗、也是世界首颗地球轨道外专用中继通信卫星,作为地月通讯和数据中转站,“鹊桥”可以实时的把在月面背面着陆的嫦娥四号探测器发出的科学数据第一时间传回地球,具有重大的科学与工程意义,也是人类探索宇宙的又一有力尝试。2019年1月3日嫦娥四号在月球背面软着陆成功,这是全球首次实现月球背面软着陆和巡视勘察,同时也是首次在月球的高纬度极地着陆。3日11时40分,着陆器获取了世界第一张近距离拍摄的月背影像图并传回地面。

嫦娥四号探测器

月背影像图

“回”

三期工程将实现月面自动采样返回,并开展月球样品地面分析研究,由嫦娥五号、六号任务组成。嫦娥五号预计将于2020年11月在海南文昌发射,嫦娥五号将突破一系列关键技术,携带月球岩石样本回到地球,并有望实现中国航天史上的四个首次:首次在月球表面自动采样,首次从月面起飞,首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接,首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

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