登月 中国准备好了吗

　　　观察记者 傅宏波

　　探月，万事俱备

　　月亮，这个浩瀚宇宙中离地球最近的天然星体，从来没有像今天这样吸引着全世界的目光。

　　中国绕月探测工程首席科学家欧阳自远院士回忆说，其实早在1978年，美国总统安全事务顾问布热津斯基送给中国政府一克月球样品，中国科学院就曾组织全国力量对样品的一半进行初步研究，同时还利用月球陨石和其他途径开展相应研究。

　　1994年，中国载人航天工程已启动实施，当时要在“长征二号E”基础上发展载人航天用的“长征二号F”火箭，但对该火箭首次发射采用什么载荷引起了讨论，有人提议发射一颗月球探测卫星，并提出一个简易的月球探测方案。最后这个方案未能实现，主要原因是对月球探测尚未提出一个完整的发展规划，缺乏长期和有深度的科学探测目标。同时，当年中国的航天基础也不像今天这样扎实。

　　1994年之后，中国科学家又对中国开展月球探测的必要性、可行性、国外发展综合研究、中国月球探测的发展战略与规划、第一阶段月球探测的科学目标、有效载荷配置、深空探测规划与科学目标等方面做了综合分析与系统研究，取得比较扎实的成果。

　　从1998年开始，在著名天体化学家、中国科学院院士欧阳自远先生的倡议下，由相关研究单位和部门组织许多相关专家与研究人员对开展我国月球探测的可行性、必要性以及科学目标进行了系统的分析与研究，先后向相关的主管部门提交了《中国月球探测发展战略研究》和《月球资源探测卫星科学目标》等论证报告。

　　2000年8月，在国防科工委的组织下，由王大珩等9位院士和总装备部、航天科技集团、科技部、中科院和高等院校的5位专家组成评审组，对中国科学院提出的“月球资源探测卫星的科学目标与有效载荷”进行了论证评审。

　　2001年成立了由中国科学院相关单位组成的专家研究小组，在此基础上，开始了一些关键技术(如载荷)的攻关和地面应用系统等的研究工作。

　　2001年10月，我国月球探测计划项目立项。2002年3月向国家提交“月球资源探测卫星工程可行性”的立项报告。

　　2004年4月中旬，中国月球探测一期即绕月工程，以软件开发为主线的系统分析和设计完成，同时，数据接收分系统的一种天线建设的技术方案进入实际操作。

　　2005年8月22日，国防科工委月球探测工程中心、军工项目审核中心、特种核设施核安全技术审评监督中心正式揭牌成立。

　　国防科工委主任张云川表示，三个中心的成立，标志着我国月球探测工作、军工项目审核工作以及特种核安全技术审评监督工作从此走上规范化、专业化道路。

　　“我们从这次经历中开始全面思考如何开辟中国航天活动的新领域。”欧阳自远希望中国月球探测虽然起步晚但起点要高；既要与国际接轨，又要紧密结合国情；既要重点突破，又要持续发展；既要有特色，又要有创新。

　　探月，只欠东风

　　探月，首先必须要做一个月球的三维影像图，此外，还要探测月球上一些元素的分布。美国在2000年对铁、钛、铀、钍、钾5种元素的分布情况做了分析。而中国的探月工程将对月球做14种元素分布情况的研究。

　　而最具挑战性的莫过于对月球上氦-3的探究，因为目前为止还没有一个国家对此进行过尝试，中国将是首次。氦-3将有可能是解决今后人类长期

能源发展需求的重要原料，氦-3可以用来可控核聚变发电。科学家们预测，大概十几吨氦-3就可以解决全国能源需求。

　　究竟有多少氦-3？中国很想能提供一个更确切的数据，那应该怎么做呢？

　　这个就是中国探月工程的任务之一，而只有把月球土层的厚度量出来，才能进行测量。但由于这种东西在月球的土层里，所以就得依靠先进的探测仪器。

　　中国整个绕月工程探测仪器全部由中国科学院承担，另外测控系统加了中国科学院的射电天线。因为地球距离月球实在是太远了，因此还需要一个辅助的测控来测准40万公里以外的月球卫星的位置、轨道、速度，所以加了四个天线：上海天文台25米的天线，乌鲁木齐天文台25米的天线，北京密云一个50米的天线，云南一个40米的天线。

　　中国科学院承担了整个绕月工程里面四个方面的工作：整个科学目标的研究和论证(目前已经通过)；提供全部的探测仪器；提供辅助的测控系统以及整个数据的接收和应用、研究。

　　登月对遥感技术、机器人技术更是提出了至高和必须的要求。

　　欧阳自远透露，目前中国已经定下登月卫星的发射轨道，解决了卫星途中控制问题，卫星本身的电源、结构、温度控制、电传等系统的分工和论证也都顺利完成。测控技术正在得到改进，而支持整个航天器的电子元器件也正在获得进一步的更新。而为了防止宇宙射线引起粒子翻转，达到真空散热，航天器载计算机的封装和散热设计中国也已经达到先进水平。

　　据中国空间技术研究院月球探测卫星总指挥兼总设计师叶培建介绍，为了确保发射成功，决定采取多级推进的方式将月球探测卫星送入月球轨道。按照方案，卫星在和运载

火箭分离后，将先在围绕地球的轨道上运行3—4圈，逐步加速，最后到达地—月转移轨道的入口速度，卫星沿大椭圆轨道飞向月球。

　　在地—月转移轨道，为保证卫星正确进入月球附近预定的位置，需进行2-3次轨道中途修正。在月球附近，为实现卫星环绕月球运动，需对卫星进行减速。通过三次近月点制动，逐步降低轨道的近月点，最终进入距月面200公里的工作轨道，开始进行科学探测活动。整个“奔月”大概需要8-9天，目前卫星设计飞行速度为每秒十几公里，这一速度还可进一步提高。

　　届时，卫星将携带CCD立体相机、成像光谱仪、激光高度计、γ/X射线谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器、低能离子探测器七类探测仪器完成科学探测目标任务。预计卫星总重2吨多，采用三轴稳定姿态控制，实现卫星对月定向工作，预计卫星在轨运行寿命大于1年。卫星将对月球的地质、土壤、环境和资源进行探测，并把数据实时传送到地面上来。

　　2007年3月12日，国防科工委主任张云川表示，计划今年上半年发射的“嫦娥一号”绕月卫星，现推迟到下半年，大约会在9月份左右发射。张云川表示，发射时间的选择对于月球卫星来说是比较苛刻的。为了让“嫦娥一号”能够在地球、月球、太阳之间找到最佳的角度，使它比较顺利地进入月球轨道，要选择一个最为有利的发射时间。目前“嫦娥一号”的各项准备工作都在按预定计划执行。

　　登月，终极目标

　　随着月球探测各期工程的分步实施，中国将逐步突破绕月探测关键技术、月球软着陆及自动巡视勘察技术、月球自动采样及地月往返技术，研制和发射月球探测卫星、月球软着陆器和月球车、月球采样返回器，建立并逐步健全月球探测航天工程系统，为未来的深空探测活动奠定技术基础。

　　开展月球探测工程，是中国启动深空探索活动的一条可行、便捷之路。

　　中国绕月探测工程总指挥栾恩杰表示，考虑到中国科技水平、综合国力和国家整体发展战略，在一段时期内，中国探月将以无人探测为主，分三个阶段实施，分别实现绕月探测、月面软着陆探测与月面巡视勘察、采样返回等。

　　第一期发射一个月球卫星，来对月球进行一年以上全面的、精细的探测。目前启动实施的绕月探测工程，是中国探月“嫦娥”工程的第一步。这一步科学目标的重点为月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布特点、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。其工程核心是实现从地球走向月球。

　　2007年9月“嫦娥一号”顺利升空以后，接下来“嫦娥工程”第二期将很快进入实质性的阶段。

　　有消息表明，2009年至2015年，中国将进入嫦娥二期工程，届时将进行两到三次的软着陆巡视勘察，其中2012年向月面发射一个软着陆器的计划已经基本确定，按照这一计划，软着陆器将携带载有摄像机和多种探测仪器的月球车，在月球表面巡视勘查，为建立月球基地收集基本数据资料。

　　目前中国进行此项任务的技术、物资条件和经济实力都已基本具备。据悉，二期计划中采用的月球车，将采用全国招标的方式来选择，目前国内已经有10多所科研院所和高校参与了角逐。

　　在此之后，中国将进行2017年“嫦娥工程三期”行动，即发射一颗月球软着陆器，这个软着陆器不仅要采集月壤和岩石的样本，还要搭乘返回舱重返地球。在这个阶段中，空间机器人将会充当主要角色，在卫星维修、太空科学试验等活动中发挥重要作用。在条件还不成熟的情况下，用机器人代替宇航员的某些工作将更加安全、经济。因此，为了尽快实施机器人登月计划，国家早已经成立了第一个空间机器人的专门研究机构，即国家高技术航天领域空间机器人工程研究中心，并且空间机器人现在已经进入研制程序。

　　“嫦娥工程三期”完成以后，中国将进入载人登月阶段，那时候中国的载人登月计划就会全部浮出水面。

　　有分析人士认为，中国的载人登月计划将会成为“嫦娥工程”的第四期工程。在这一期工程中，中国将如何载人登月呢？根据中国科学家的设计，我国所计划采用的方式是先用运载火箭将飞船送上地球轨道，随后，飞船自行移动至月球轨道，释放出登陆舱，降落在月球表面，宇航员登陆月球。活动完成后，宇航员返回登陆舱，飞离月球，与在月球轨道上等待的飞船重新对接，至此登月过程结束。

　　中国将充分利用中国现有成熟航天技术，研制和发射月球探测卫星，突破地月飞行、远距离测控和通信、绕月飞行、月球遥测与分析等技术，建立月球探测航天工程初步系统。

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