中国探月工程“三步走”收官:嫦五配胖五,回家之前挖点土。1978年,从月球带回的380千克月岩石样品中,美国拿出了小指尖大小的1克赠送给中国。2020年11月24日凌晨4点半,中国在海南文昌航天发射场月球探测器嫦娥五号发射升空。根据计划,嫦娥五号将在月球采样后,携带约2千克月壤和月岩回到地球。
这意味着,中国科学家未来将能够研究自己从月球带回的样本,也标志着中国的探月工程,即“嫦娥工程”,规划的环绕探测、落月探测和采样返回探测(简称“绕、落、回”)的“三步走”发展战略圆满收官。
与此同时,探月四期工程已开始实施,其第一个探测器嫦娥四号目前正在月面工作,这一期工程的嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号也在计划中。中国为何要探月?中国探月工程如何诞生?未来将如何走?背后有着怎样的故事?《知识分子》特邀全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩撰文,为读者朋友们详解中国探月工程的来龙去脉。
我国月球探测工程被列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》十六个重大专项之一。整个工程规划贯彻“有所为、有所不为”的方针,选择有限目标,突出重点,集中力量,力求在关键领域取得突破,持续发展,为深空探测活动奠定坚实的基础。
我国探月一期工程,即绕月探测任务是通过发射嫦娥一号绕月探测器来实现的,标志着中国航天向深空探测进发的开始。
嫦娥一号运行在距月球表面约200千米高的极轨道上。嫦娥一号搭载了8种科学仪器:CCD立体相机用于获取月球表面三维立体图像;激光高度计用于测量月球表面到嫦娥一号的高度数据;干涉成像光谱仪、γ射线谱仪、X射线谱仪分别探测用于月球表面不同物质的化学元素;在世界上首次使用的微波探测仪用于测量月球的微波辐射特征,从而反演月壤的厚度;太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器用于探测从地球至月球的空间环境。
我国探月二期工程,即落月探测任务是通过先后发射嫦娥二号和嫦娥三号月球探测器来实现的,现已顺利完成,取得丰硕成果。嫦娥三号是我国探月工程二期的主任务。2013年12月2日,我国成功把嫦娥三号落月探测器直接送入地月转移轨道。12月14日,嫦娥三号在月面软着陆,首次实现了我国对地球以外天体的软着陆。
我国探月三期工程,即月球采样返回探测是通过发射嫦娥五号T1和嫦娥五号来实现的,嫦娥五号T1已顺利完成,嫦娥五号今天也踏上了飞往月球的旅程。嫦娥五号将执行月球采样返回任务,即用返回舱把月球上的2千克样品带回地球,由科学家在实验室里进行细致研究。
嫦娥四号原来是嫦娥三号的备份,但嫦娥三号成功后,嫦娥四号该干什么,刚开始专家意见并不一致,为此论证争吵了2年。分歧的核心是落在月球正面还是背面。2018年5月21日,我国发射了首颗月球中继星“鹊桥”。6月14日,“鹊桥”进入地月拉格朗日2点的晕轨道。同年12月8日,我国成功发射了嫦娥四号落月探测器,它于2019年1月3日在月球背面的冯·卡门撞击坑完成软着陆,这在世界上也是第一次。