中国探月工程20年,“嫦娥”如何屡创世界第一?

学术   2024-10-26 11:30   广东  

以下文章来源于广州市科协


20年前

中国探月工程“嫦娥工程”立项

17年前的今天

我国第一个月球探测器——

嫦娥一号绕月探测器

成功由长征三号甲火箭送入太空



嫦娥一号是我国自主研制的

第一颗月球探测卫星

为我国传回第一幅月面图像

它的发射成功标志着

我国实施绕月探测工程迈出重要一步


1

奔月神话照进现实


2004年1月23日,中国探月工程正式立项,中国航天事业迈向深空探测的新纪元。二十年来,从环绕月球拍照片,到世界首个航天器着陆月球背面,再到成功带回月球“土特产”,我国制定的“绕”“落”“回”三步走战略圆满收官,为人类月球探索事业作出了杰出贡献。 


深空探测正式启程

嫦娥一号:拍下真正的“全月球影像图”


2007年,嫦娥一号的成功发射,开启了中国探月工程的“绕”阶段。在经过多次变轨后,嫦娥一号成功进入月球轨道,并获取了全月球的高分辨率立体图像,这是中国人首次获得自己的科学数据。


中国国家航天局于2007年11月26日正式公布嫦娥一号传回的第一幅月面图像。


嫦娥一号累计飞行494天,其中环月482天,比原计划多飞了117天;飞行期间经历3次月食;传回1.37TB有效科学探测数据;获取了全月球影像图、月表化学元素分布、月表矿物含量、月壤分布和近月空间环境等一批科学研究成果,填补了中国在月球探测领域的空白。


开创多目标探测先河

嫦娥二号:首次实现小行星飞跃探测


2010年,嫦娥二号发射,它搭载了高清晰度相机,对月球进行了更为详细的探测。嫦娥二号不仅圆满完成了对月球的探测任务,在半年设计寿命期满后,又开展了多项拓展试验,开创了中国航天通过一次发射开展月球、拉格朗日2点等多目标多任务探测的先河,使我国成为世界上第三个造访拉格朗日2点的国家,开启了中国深空探测的新征程。


2012年2月6日,国防科工局发布嫦娥二号月球探测器获得的7米分辨率、100%覆盖全月球表面的全月球影像图。这是全月球圆柱投影图。


2012年,嫦娥二号与国际编号为4179的图塔蒂斯小行星由远及近“擦肩而过”,最近交会距离不到1公里,首次实现了我国对小行星的飞跃探测,成为我国第一个行星际探测器。


落月之旅突破关键技术

嫦娥三号:首次登陆一举成功


2013年,嫦娥三号落月探测器被直接送入地月转移轨道,后于月面软着陆,首次实现了我国对地球以外天体的软着陆,我国成为世界上第三个掌握落月探测技术的国家。


这是嫦娥三号地形地貌相机拍摄的着陆器周边360°范围的全景镶嵌影像图,采用方位投影方式表达。


在着陆月面的过程中,驮着玉兔号月球车的嫦娥三号着陆器在落月时利用1500-7500牛变推力发动机、降落相机等,克服了反推减速、自主控制和着陆缓冲三大技术难点,安全落在了月球虹湾以东区域。它采用的悬停、避障的智能着陆技术具有国际先进水平。嫦娥三号着陆器携带了地形地貌相机、降落相机、极紫外相机、月基光学望远镜等4种有效载荷;玉兔号月球车则携带了全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪、粒子激发X射线谱仪共4种载荷。其中,极紫外相机、月基光学望远镜、测月雷达在月球表面探测中均属世界首次使用。


揭开月背神秘面纱

嫦娥四号:世界首次月背软着陆


2018年,嫦娥四号携带“玉兔二号”月球车成功发射,并在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯卡门成功着陆,这是人类历史上首次航天器在月球背面软着陆和巡视勘察。


2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,实现人类探测器首次在月球背面软着陆。这是当日在北京航天飞行控制中心拍摄的降落过程(示意图)。


2019年,嫦娥四号着陆器通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,这是人类探测器首次在月球背面拍摄的图片,揭开了古老月背的神秘面纱,为月球背面的科学研究开辟了新的领域。


新突破创造历史

嫦娥五号:世界首次月球轨道无人交会


2020年,嫦娥五号的成功发射和返回。嫦娥五号在月球风暴洋区域着陆,完成了自动采样,并将样品带回地球。这一成就不仅展示了中国航天技术的成熟,也为科学家们提供了研究月球物质成分的宝贵机会。


2021年2月22日,嫦娥五号带回的月壤在北京首次公开亮相。


嫦娥五号实现了我国开展航天活动以来的四个“首次”,即首次在月面自动采样、首次从月面起飞、世界首次在38万千米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,使航天技术获得了很大提高。


实现多项技术突破

嫦娥六号:世界首次月背采样返回


2024年,嫦娥六号完成了人类历史上首次月球背面采样和返回,突破月球逆行轨道设计与控制、月背智能采样和月背起飞上升等多项关键技术。


与地面起飞相比,嫦娥六号上升器没有固定的发射塔架系统,而是将着陆器作为“临时塔架”。嫦娥六号从月球背面起飞,无法直接得到地面测控支持,而需要在鹊桥二号中继星辅助下,借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿,工程实施难度更大。


2024年6月25日14时7分,嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古四子王旗预定区域,探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功。


嫦娥六号任务取得圆满成功,是我国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果,是我国探月工程的重要里程碑。


携手共建国际月球科研站

载人登月:从望月千年到一朝揽月


随着探月工程的不断深入,我国已经开始规划未来的探月任务。新阶段的目标是在月球建立基地,并开发利用月球资源。


月球南极可能存在水冰资源。


未来,嫦娥七号和八号将着陆在月球南极,探测水冰资源、月球内部结构,并为构建国际科研站做准备。这些任务的成功将为人类对月球的了解带来新的飞跃,并为未来的深空探索奠定基础。


2

探月二十年,凝聚奋进力量


今年是我国探月工程实施20周年。探月工程聚焦关键核心技术领域持续攻关,在科学发现、技术创新、工程实践、成果转化、国际合作等方面取得丰硕成果,走出一条高质量、高效益的月球探测之路,为我国航天事业发展、为人类探索宇宙空间作出了重大贡献。


我国长征十号火箭、登月舱和新一代载人飞船模型。


从建设着陆起飞试验场等大型试验设施到建成深空数据接收站、样品存储中心和可与美欧比肩的全球深空测控网,从研制长征五号运载火箭到建设低纬度海南文昌发射场……一张蓝图绘到底,全国上下一盘棋。


外层空间是人类的共同疆域,空间探索是人类的共同事业。2019年,嫦娥四号的奔月之旅搭载了多国科学家参与研制的4台科学载荷;嫦娥六号搭载4个国际科学载荷;嫦娥七号任务已遴选6台国际载荷;嫦娥八号任务向国际社会提供约200公斤的载荷搭载空间,已收到30余份合作申请……探月工程始终秉持平等互利、和平利用、合作共赢的原则,“嫦娥”既是中国的、又属于全人类,为国际科技合作提供了广阔舞台,为全球深空探索贡献了中国智慧和中国力量。


这是2024年7月23日在泰国曼谷举行的“2024泰国未来科学力量展览会”上拍摄的嫦娥五号月壤样品展台。


20年来,这样一项规模宏大、系统复杂、高度集成的工程,相继突破地月转移轨道设计、月面软着陆、月面起飞上升、月轨交会对接、高速再入返回等关键技术,推动新器件、新材料、新工艺、新能源等领域技术创新,创下了“指标不降、进度不拖、经费不涨、超额完成任务”的中国奇迹。


奔月,是中华民族亘古的梦想。我国探月工程,是寄托自古以来中国人梦想的“圆梦工程”。科技工作者以点滴实干,汇聚成建设科技强国的强大合力,成就伟大事业,为他们点赞!



资料参考:新华社、人民日报、科技日报、锐科技、央视科教、广州日报、北京日报、北京科协、中国广州发布

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