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2007年 我国首次月球探测工程取得圆满成功

科普中国网 2018-11-19

  

  2007年10月24日,“长征三号”甲运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射了我国首颗月球探测卫星—“嫦娥一号”卫星。11 月 26 日, “嫦娥一号”卫星成功传回第一张月面图片,首次月球探测工程取得圆满成功。首次月球探测工 程的成功,成为继发射人造地球卫星、载人航天 飞行取得成功之后,我国航天事业发展的第三座 里程碑。“嫦娥”奔月 10 年来,我国在探月工程取得巨大成就的基础上,继续向深空探测领域 进军,力争在 2020 年实施首次火星探测任务, 并不断向更远的深空迈进。

  “嫦娥一号” 迈向月球的第一步

  探月工程,是我国航天事业发展继人造地球卫星和载人航天之后的第三个里程碑。根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 — 2020 年)》,探月工程(嫦娥工程)作为国家重大科技专项的标志性工程,规划了“绕、落、回”三步走目标,分为探月工程一期、二期和三期实施。

  

  探月工程总体规划(2020 年前)

  2004 年 1 月,国家批准探月工程一期—绕月探测工程正式实施,目标是实现环绕月球探测,先后安排了“嫦娥一号” 及备份星两次任务。

  从 2004 年开始,绕月探测工程在不到四年的时间里,迈出了四大步。从开局、攻坚、决战到决胜,工程各系统全力以赴、密切合作,圆满完成了卫星发射任务,“嫦娥一号”卫星成功进入环月工作轨道。2007 年 11 月 26 日,“嫦娥一号”卫星传回第一幅月球图片数据,标志着探月工程一期任务圆满完成。“嫦娥一号” 卫星在轨有效探测 16 个月 , 于 2009 年 3 月 1 日受控撞月,为工程画上圆满的句号。探月工程一期首次实现我国自主研制的卫星进入月球轨道,并获取了 120 米分辨率的全月影像图以及铀元素含量分布图等。

  

  2007 年 10 月 24 日“嫦娥一号”成功发射

  

  我国第一幅月面图像

  在绕月探测工程实施的几年里,工程各系统充分发扬“两弹一星” 精神和载人航天精神, 精心组织,刻苦攻关,圆满完成了工程任务。在工程实施过程中,绕月探测工程队伍里形成了极富特色的探月文化。这些理念、作风和要求,既有中国航天文化的典型特征,又有月球探测工程的鲜明特色,既明确了绕月探测工程必须坚持的指导方针,又体现了绕月探测工程队伍的思想品质和精神风貌,反映出绕月探测工程队伍过硬的工作方法和素质。

  探月工程的发展

  2008 年 2 月,国家批准探月工程二期立项。主要目标是实现在月面软着陆,开展月面就位探测与自动巡视勘察,安排了“嫦娥三号”“嫦娥四号”(备份)两次任务。鉴于二期工程关键技术多、技术跨度大、实施难度高,将“嫦娥一号”备份星命名为“嫦娥二号”,纳入二期工程,作为先导任务。

  2010 年 10 月 1 日,“嫦娥二号”成功发射,在轨探测 6 个月后,飞赴日地拉格朗日 L2 点进行环绕探测,之后对图塔蒂斯小行星进行飞掠探测,目前成为我国首颗绕太阳飞行的人造小行星,创造了中国航天器的最远飞行纪录。

  2013 年 12 月 2 日,“嫦娥三号”成功发射,12 月 14 日探测器安全着陆,“嫦娥三号”实现了我国首次、世界第三次地外天体软着陆。12 月 15 日,习近平总书记、李克强总理亲临现场,观看 着陆器与巡视器成功实现互拍,标志着 “嫦娥三号”任务取得圆满成功。目前,“嫦娥三号”着陆器已在月面开展探测超过 4 年,创造了新的世界纪录。

  

  “嫦娥二号”拍摄的图塔蒂斯小行星

  2011 年 1 月,国家批准探月工程三期立项,标志着探月工程“绕、落、回”三步走最后一步正式启动,目标是实现月面采样返回,安排了“嫦娥五号”“嫦娥六号”(备份)两次任务。为降低工程风险,在正式任务前实施了再入返回飞行试验。再入返回飞行试验任务于 2014 年 10 月获得圆满成功,验证了以近第二宇宙速度半弹道跳跃式再入返回等一系列关键技术,为“嫦娥五号”任务奠定了技术基础。

  

  “嫦娥三号”的“玉兔”月球车

  

  再入返回飞行试验任务

  

  “嫦娥五号”探测器

  探月工程三期的“嫦娥五号”作为中国航天史上迄今难度最大、最复杂的工程,计划于2020年前首次采用无人月球轨道交会对接方式实现月面自主采样返回。

  在“嫦娥三号”任务圆满完成落月探测任务后,为了充分利用好“嫦娥四号”已有产品,工程两总决定赋予其崭新的任务目标和使命。航天领域众多权威专家经过一年多的深入论证,提出了实现人类首次在月球背面软着陆的任务目标,2016 年年初国家批准工程立项。“嫦娥四号”任务包括两次发射任务:2018 年5 月,成功完成中继星发射任务,主要承担月球背面探测器与地球之间的测控通信和数据中继任务;按计划 2018 年 12 月发射着陆器和巡视器组合体,开展国际首次月球背面就位和巡视探测。

  从探月到深空探测

  实施月球与深空探测工程,是党中央、国务院着眼于我国社会主义现代化建设全局,把握世界科技发展大势,推动我国航天事业发展,促进科技进步,建设创新型国家,提高综合国力,推动人类文明进程,做出的一项重大战略决策。

  

  首次火星探测任务工程示意图

  月球与深空探测是通过开发航天技术,对月球及以远的外太空进行科学探索和空间应用。在世界航天活动蓬勃发展却又起起落落的大背景下,我国探月工程以十年四捷、一步一跨越的瞩目成就,走出了一条中国特色的创新发展之路。

  在实施探月工程的同时,我国开展了深空探测论证。

  国防科工局于 2010 年开始组织深空探测工程论证,于2011 年年底形成了《我国 2030 年前深空探测工程总体实施方案》。2016 年,深空探测列入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》重大科技项目。2016 年 1 月,习近平总书记批准首次火星探测任务工程立项,开启了新时代我国深空探测新的征程。工程目标是通过一次发射任务,实现火星环绕探测、着陆、巡视探测。该任务是我国月球以远深空探测的首次任务。工程按计划将于 2020 年择机发射。2021 年 6 月,在中国共产党成立 100 周年之际,着陆火星并开展巡视探测。

  创新驱动 利国利民

  带动科学技术发展进步 工程的成功实施,突破了月球环绕、软着陆、巡视勘察、高速再入返回、深空测控通信与遥操作、运载火箭多窗口窄宽度发射等多项月球与深空探测领域关键技术,整体达到国际无人月球软着陆和巡视探测先进水平, 其中全自主避障着陆、月夜生存等技术处于国际领先水平。

  工程获取了大量原始科学数据,为月球及天文研究提供了宝贵的第一手基础信息。通过对这些科学数据的长期研究和不断深化应用,取得了一批原创性科学发现,在国际上产生了重要影响,并带动了科学界对日地月乃至更远空间的科学认知, 推动了空间科学的发展和新兴学科的建立。

  工程的成功实施,实现了我国航天器研制、特种大型试验验证、深空测控通信能力的全面提升,带动了信息、微机电、动力、新材料、新能源等一批新技术进步,加速了产业化进程, 引领了空间技术的创新发展。

  

  全月高程图

  促进国民经济和社会发展 工程突破了多项关键技术,形成了一批先进试验方法和特种试验设施,已在月球和深空探测后续任务和其他航天工程中得到广泛应用,并可推广到其他相关领域,如建设了国际先进的深空测控网,可广泛应用于航天器的行星际测控通信。低温制冷接收机继续应用于月球与深空探测,并通过技术创新衍生了斯特林换能器和低温冰箱等新产品。工程取得的部分成果转化为直接经济效益,如“嫦娥三号” 着陆缓冲技术转化应用于桥梁撞击防护、公路拦石网、重大灾害空投救援等领域。工程取得的显著品牌效应,吸引了社会上许多企业关注、参与并支持工程。工程全系统形成了 220 余项专利、37 件软件著作权、15 项标准、9 本论著、1000 余篇论文,成果丰硕,经济效益和社会效益十分显著。

  提供宝贵的管理经验借鉴 工程形成了一套巨系统的项目管理方法,建立了完善高效的组织体系、产品保证体系、质量管理体系、技术管理体系和卓有成效的重大工程独立评估机制、科学与工程紧密对接的工作机制等,取得了指标不降、进度不拖、经费不超的良好效果,为月球与深空探测后续任务和其他航天工程的发展奠定了坚实基础,也为国家其他重大科技工程的实施提供了宝贵借鉴。

  凝聚培养杰出的人才队伍 通过工程的实施,凝聚和培养了一大批优秀的工程技术、科学研究和工程管理青年人才,形成了专业齐备、经验丰富、结构合理的创新型人才队伍。许多已成长为其他航天工程和型号的两总和中坚力量、国际航天和空间科学研究领域的杰出人才,为月球与深空探测工程和其他航天工程的发展奠定了坚实基础。

  提升综合国力和国际影响力 工程的成功实施,树立了我国航天事业发展又一座新的里程碑,为我国从“航天大国”向“航天强国”迈进踏出了坚实的一步,进一步展示和提高了我国的经济实力、科技实力和民族凝聚力,是中华民族为人类探索利用太空作出的又一卓越贡献。同时,在国际上,我国扩大了影响力和话语权,获得了国际社会的高度评价,吸引了欧盟和俄罗斯等国积极参与,形成了由“跟跑、并跑”向“领跑”的态势。月球探测成为我国最具潜在领导力的航天领域,正在走向国际月球与深空探测的舞台中央。

  进入 21 世纪以来,世界各航天大国在月球及深空探测领域竞争日趋激烈,各航天大国纷纷抢占航天发展制高点。未来的深空探测事业任重而道远。我们要抓住机遇、创新发展;打破惯性思维,探索民营资本进入的机制,扩大社会参与度;加强国际政策、布局等战略研究,以构建人类命运共同体的理念为指导,推动国际大科学计划和大科学工程,为人类的月球与深空探测事业贡献中国智慧和中国方案。

  (图文 / 国家国防科技工业局探月与航天工程中心)

  本文摘自《改革开放40年科技成就撷英》,经中国科学技术出版社授权发布

责任编辑:王超

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