庞之浩：精彩纷呈的中国航天科技（6）

四、空间探测显神通

我国在开展人造地球卫星和载人航天之后与时俱进，于2004年适时开展了以月球探测为起点的深空探测活动。依据循序渐进、分步实施、不断跨越的原则，我国探月工程，也称“嫦娥工程”，分为“绕、落、回”三个发展阶段，而且每一个阶段都是对前一阶段的深化，即：环绕探测主要对月球进行全球性的综合普查；落月探测主要用于就是对着陆区附近进行区域性详查；采样返回探测主要是对月球进行区域性精查。

1.探月一期

2007年10月24日，我国第1个月球探测器——嫦娥-1绕月探测器由长征-3A火箭送入太空，这标志着中国航天向深空探测进发的开始。嫦娥-1搭载了8种科学仪器，其中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上处于先进水平。

2.探月二期

从获取探测数据的直接性和丰富性来看，软着陆探测和巡视勘察是其他探测形式所不能替代的，所以落月探测很重要。我国探月二期的主要任务就是进行落月探测。该任务是通过先后发射嫦娥-2、3来实现的。

嫦娥-2全面升级了有效载荷，且运行轨道低，数据精度更高。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。2011年，嫦娥-2在寿命期满后，开展了多项拓展试验。2012年，嫦娥-2又成功变轨，飞往图塔蒂斯小行星，进行了飞跃式探测，使我国成为世界第4个探测小行星的国家。而且嫦娥-2开创了中国航天通过一次发射开展月球、拉格朗日2点、小行星等多目标多任务探测的先河。

嫦娥-3是我国探月工程二期的主任务。2013年12月14日，嫦娥-3在月面软着陆。同月15日，嫦娥-3着陆器与玉兔号月球车互相拍照，使我国成为世界第三个掌握落月探测技术的国家。嫦娥-3由着陆器和巡视器（即玉兔号月球车）组成，所以发射嫦娥-3实际上是发射了2个月球探测器,能分别开展就位探测和巡视探测，这在国际上也是首次。嫦娥-3闯过了三大难关，即着陆关、巡视关和月夜生存关，对月球开展了“测月、巡天、观地”的科学探测，取得了大量科学数据。到2021年12月，嫦娥-3着陆器仍在月面工作，是目前世界上在月面工作最长的航天器。

3.探月三期

我国探月三期的主要任务是采样返回，即取回约2千克月样供科学家在实验室里用多种仪器进行精细研究。该任务是通过先后发射嫦娥-5T1、5来实现的。

我国是用嫦娥-5来完成月球采样返回任务的，但工程风险较大，为确保任务精确完成，于是决定发射嫦娥-5T1空间飞行器，以掌握返回器超高速再入返回的关键技术。2014年，嫦娥-5T1升空。它先飞抵月球附近，然后自动返回地球，最终其返回器采用半弹道跳跃式以接近第二宇宙速度（约11千米/秒）进入大气层，落入预定地区，顺利着陆。

我国探月三期工程的主任务就是通过嫦娥-5完成无人月球采样返回任务，这有利于进一步了解月球的状态、物质含量等重要信息。嫦娥-5任务中有许多环节是我国迄今为止系统最复杂，技术难度最大的航天工程，带来了许多技术挑战。最终经过近10年的努力，我国于2020年11月24日用长征-5运载火箭成功发射了8.2吨的嫦娥-5月球采样返回探测器，把它直接送入了地月转移轨道。嫦娥-5由上升器、着陆器、轨道器、返回器四个部分像穿糖葫芦一样“串”在一起，从发射入轨到返回器再入回收，共经历了11 个重大飞行阶段，实现了四个“首次”，即：一是首次在月面自动采样；二是首次从月面起飞；三是首次在38万千米外的月球轨道上进行无人交会对接；四是首次从月球轨道返回地面。

4.探月四期

2019年1月14日，我国宣布了探月四期任务，并把嫦娥-4作为探月四期首次任务，后续还有三次任务，主要是探测月球两极，并为建立月球科研站做准备。

嫦娥-4是世界首个在月球背面进行软着陆和巡视探测的空间探测器。由于月球背面比正面保留着更为原始的状态，所以对月球背面的环境、表面、浅深层和深层进行详查，对研究月球和地球的早期历史具有重要价值。另外，因为在地球上永远看不到月球背面，即月球背面可屏蔽来自地球和地球轨道的各种无线电干扰信号，因而在那里能监测到在地球和地球轨道无法分辨的宇宙中的低频射电信号，有望取得重大天文学成果。

正是由于在地球上永远看不到月球的背面，所以在月球背面着陆的探测器不能直接和地球站进行无线电通信，为此，我国创造性地先把鹊桥月球中继星送入到了地月拉格朗日2点的晕轨道，这在世界上是首次。在这个轨道上运行的“鹊桥”能同时看到地球和月球背面，从而可为此后落在月球背面的嫦娥-4与地球站之间提供通信链路，传输测控通信信号和科学数据。

2018年12月8日，我国成功发射嫦娥-4落月探测器，它于2019年1月3日在月球背面冯·卡门撞击坑完成软着陆，这在世界上尚属首次。作为嫦娥-3的备份，嫦娥-4仍是由着陆器和巡视器（玉兔-2月球车）组成，但因为嫦娥-4与嫦娥-3的科学目标差异很大，因此两者所装载的科学载荷有明显变化，更换了部分科学载荷，有些是国外的。嫦娥-4的着陆方式与工作状态跟嫦娥-3也有很大区别，性能上也有很大提升。例如，由于嫦娥-3的着陆区相当于在华北平原着陆，而嫦娥-4的着陆区相当于在崇山峻岭的云贵川地区着陆，所以嫦娥-3是以弧形轨迹缓慢着陆，而嫦娥-4采取近乎垂直的着陆方式。另外，嫦娥-3在长月夜-180℃的环境中是不能工作的，但嫦娥-4采取了新的能源供给方式——同位素温差发电与热电综合利用技术，以保证其度过寒冷漫长的月夜及正常开展探测工作，在国内首次实测月夜期间浅层月壤的温度。

嫦娥-4已经或正在实现三大“壮举”：首次实现了人类探测器造访月球背面；首次实现了人类航天器在地月拉格朗日2点对地月中继通信；正作为科学工作者提供月球背面空间科学研究平台，已获得一批重大的原创性科学研究成果。另外，玉兔-2月球车是世界上在月面工作最长的月球车，与嫦娥-3着陆器一样，每天每时每刻都在打破世界纪录。

未来，中国还将通过嫦娥-6、7、8探测月球的两极，建立月球科研站，最终实现载人登月以及建立月球基地的梦想等。

5.火星探测

中国首个火星探测器天问-1于2020年7月23日升空，2021年2月10日进入火星轨道进行探测。5月15日，祝融号火星车闯过“恐怖的9分钟”，成功着陆在火星的乌托邦平原。6月11日，国家航天局公布了由祝融号火星车在着陆火星后拍摄的首批科学影像图，这标志我国首次火星探测任务取得圆满成功。

我国火星探测，虽然起步晚，但起点高，通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项任务，这在世界火星探测史上是前所未有的。这种“一举三得”的探火方式，具有起点高、效益高、挑战大的特点，需要突破火星环绕、进入、下降、着陆、巡视、远距离测控通信等关键技术，使我国成为世界上第三个在火星上着陆的国家，世界第二个在火星进行巡视探测的国家。

天问-1火星探测器由环绕器、着陆巡视器（进入舱和祝融号火星车）两部分组成，总质量约5吨（含燃料）。其中，环绕器就是人造火星卫星，用于对火星开展全球性普查，它携带了7台科学仪器。火星车携带了6台科学仪器，在其顶部还装有一个像双筒望远镜样子的设备，叫作集热窗，它可以直接吸收太阳能，然后利用一种叫作正十一烷的物质储存能量。白天，火星温度升高，这种物质吸热融化，到了晚上，温度下降，这种物质在凝固的过程中，释放热能，这样效率可以达到80%以上。另外，火星车采用了高性能纳米气凝胶，来应对“极热”和“极寒”两种严酷环境，并且凭借其超轻特性极大地减小了火星车的负担，让它跑得更快，跑得更远。

目前，我国火星探测还在继续，在2028年左右计划进行第二次火星探测任务，未来还要开展小行星和木星探测等。

总的来讲，66年来，我国航天事业取得了辉煌的成就，但我们还要清醒认识到，我国还只是世界航天大国，不是强国，我们有决心、有信心、有能力，在党的领导下，利用举国体制好办大事的优势，通过不断创新、奋勇拼搏，在2030年左右把我国建成世界航天强国。希望广大公众走进航天、了解航天、热爱航天，更多的青少年加入航天队伍，为航天事业发展贡献力量。

（根据宣讲家网报告整理编辑，

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