2003年中国宣布，在近20年内，我国将实施名为"嫦娥工程"的月球探测计划。它分3个阶段实施。第1阶段(2002年～2005年或稍后)为环月探测；第2阶段(2005年～2010年)为月面软着陆探测与月面巡视勘察；第3阶段(2010年～2020年)为月面巡视勘察与采样返回。据2003年12月最新消息，目前嫦娥-1探月卫星初步形状和月球探测卫星的路线图已经确定。

　　撩开面纱有宝藏

　　在探月过程中不仅可以揭示科学奥秘，还能带动其它领域的科技发展。20世纪60年代，"阿波罗"载人登月计划的实施，在美国就带动起了超高强度和耐高温材料、新型计算机、遥控作业等一大批高科技工业群体，后来该计划的许多成果又转移到民用，促进了科技与工业的整体发展与繁荣。

　　除了科研和商业用途之外，探月还有军事用途。美国几家国防单位，例如国防先进研究项目局和海军研究实验室均在研制用于月球探索的新技术，国防部也在研发利用微型军用卫星对月球加以分析的相关技术。美国空间司令部负责太空行动的负责人、空军准将西蒙·沃登表示，美军将在未来几年之内对准月球发射几枚小型军用卫星。沃登说："我认为我们可以让微型卫星在月球的某个地点着陆，这样的发射任务成本在1000～1500万美元之间，它们将为月球的研究掀开新的一页。"位于休斯敦的月球行星研究院是美国军方微型卫星项目的合作伙伴，该研究院的副主任保罗·斯普迪斯表示，他们正在研制新型月球探测器数据处理硬件以及微型传感器，以便对月球地表进行高分辨率的拍照及分析，甚至连以往无法研究的月球暗区和南极附近区域也不会逃过新式探索装置的"眼睛"。

　　4种方式3个阶段

　　从1959年1月2日苏联发射世界第1个无人月球探测器“月球-1”开始，美苏等国竞相发射了许多探月器。到1976年8月，美国和苏联共发射成功47颗无人月球探测器和8艘载人月球飞船，其中9个飞越月球，6个撞击月球，18个绕月飞行、14个在月表着陆。在无人月球探测器中美国主要有"先驱者"(Pioneer)系列，"徘徊者"(Ranger)系列、"月球轨道器"(Lunar Orbiter)系列和"勘测者"(Sunveyor)系列；苏联主要有"月球"(Lunar)系列、"宇宙"(Cosmos)系列和"探测器"(Zond)系列。

　　从1976年～1990年间，美、苏没有发射过无人月球探测器,月球探测进入低潮。

　　20世纪90年代，美、俄、欧空局和日本等国又掀起了月球探测的新高潮，美国、日本先后发射了"克莱门汀"(Clementine)、"月球勘探者"(Lunar Prospector)和"飞天"(Hiten)等月球探测器。这些探测器大多应用了电子、信息以及制造工艺等方面的新技术，取得了更丰富的探测结果。

　　总的来讲，至今全球探月活动可大致分为以下3个阶段：

　　(1)首次探月阶段(1959～1976年)。

　　在此期间美国和苏联共发射83个月球探测器，成功45个，成功率为55.5%。这一阶段的探月活动获得了极为丰富的信息，改变了过去基于地面观测所形成的许多传统认识，把人类的视野伸展到宇宙深处；促进了一系列航天科学技术的新发展，带动了一系列新技术的创新与推广应用。

　　(2)等待论证阶段(1976～1994年)。

　　在此期间没有进行探测月球活动，主要原因是美苏太空竞赛逐渐缓解；探月成本太高，引起很多人质疑，故要总结以往的经验与教训，研究新的探测思路和战略；对已进行的探测资料进行全面、充分的分析研究，把月球科学研究提高到更高理性认识的阶段。

　　(3)重返月球阶段(1994年～现在)。

　　进入20世纪90年代以来，航天大国再次悄然兴起月球探测热潮，日、美已相继发射了“飞天号”、“克莱门汀”和“月球勘探者”月球探测器，其目的是满足日益增加的空间应用与空间科学发展的需求；为21世纪建立月球基地，开发月球资源做准备；打造人类进行火星探测的中转站。

　　拥抱月亮竟发展

　　进入21世纪以来，美国、俄罗斯、日本、欧洲空间局、中国和印度等不少国家和组织都纷纷宣布要进行月球探测，其中欧洲空间局、日本、印度和中国的计划较为具体。

　　2003年9月28日，欧洲把其第一个月球探测器SMART-1(又称灵敏-1)送入太空。SMART-1最令人关注之处并不是它的探月成果，而是它将验证的新技术。它是世界第1个联合使用太阳能电推进系统和月球引力的空间探测器。电推进技术具有高比冲、小推力、轻重量和消耗工质少的特点，但推力小，所以需要经历漫长的时间才能进入环绕月球的轨道。它将在2004年12月到达月球轨道，成为月球的卫星。

　　探月原来一直是美苏的"专利"，这主要是因为该技术较复杂。1990年1月，日本率先打破了美苏的垄断，成功发射了“飞天号”月球探测器，成为第3个探测月球的国家。该探测器重182千克，用于地-月轨道环境探测，同时发射一颗重11千克的"造箭室"月球轨道器用于对月观测。

　　日本资源十分贫乏，所以对探月很感兴趣,以期早日开发那里的资源。2004年，日本计划发射月女神-A卫星，执行科学考察任务；在充分试验的基础上，再于2006年发射月女神-B卫星，练习和掌握月球软着陆技术。

　　2005年，日本还将发射月球-A探月器，它进入月球轨道后将向月面投放3个研究月震的穿透器。在每个穿透器内除有2台地震测量仪外还装有温度传感器、加速度测量仪和热导率探头，这些设备总共重13千克。地震测量仪能对1年内月球的地震情况进行测量。在冲击月面的瞬间，穿透器的冲击加速度将达到6000g以上。穿透器能深入到月面以下3米的地方。其目的是对月球上的地震活动及其他亚地表现象进行研究。据称其发回的数据和信息的精确度将是"阿波罗"飞船的5倍。该探测器的任务是对月面进行摄影，监测月球地震，测量表面温度和热流，研究月球的内部结构等。

　　印度一位官方发言人2003年9月11日表示，印度内阁已批准印度航天机构提出的在2008年以前进行无人月球探测的计划。印度探月计划名为Chandrayan-I，将花费38.6亿卢比(合8300万美元)。

　　该探测器运行在月球上空100千米高的极轨道，用于制月球表面某些地区的3维地图、测量月球表面的化学成分、验证印度的技术能力等。

　　美丽的中国嫦娥

　　“嫦娥工程”是我国进行深空探测所迈出的至关重要的第一步，也是中国航天事业继人造卫星、载人航天之后的第3个里程碑。中国在继应用卫星和载人航天工程顺利实施之后，发展深空探测已成为必然趋势。

　　它完全由我国科学家拟定，分为"环绕、降落、返回"3个阶段实施，任务是摸清全月面的地形、地貌和构造；调查月球上有用资源的分布规律；评估月球上的能源前景；监测地月空间的环境。即对月面进行全方位、整体性的综合遥感探测，从中选出有关键意义的月球区域，发射月球车完成软着陆，进行深入探测，为月球基地的建立选择地址。"嫦娥工程"之后是建立月球基地。其最终目的是保持整个地球生态系统的可持续发展。

　　"环绕"即在最近3～5年发射第1颗月球探测卫星--探月1号卫星环绕月球飞行，主要用于对有开发利用前景的月球能源与资源的分布与规律进行全球性、整体性与综合性的科学探测，并对月球表面的环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。它将携带CCD立体相机、成像光谱仪等科学仪器，运行在200千米高的极月圆轨道，完成4项探测任务：获取月球表面的三维影像；分析月球表面14种元素的资源含量和分布；探测月球整个表面的土壤；监测地月空间环境。其最终目的是为月球基地的选址提供月面环境、地形、月岩的化学与物理性质等数据。

　　其采用中国已成熟的东方红3号卫星平台，并充分继承中国资源2号卫星、"中巴地球资源卫星"等卫星的现有成熟技术和产品，进行适应性改造。由长征3号A火箭发射。运载火箭把卫星送入地球转移轨道后与卫星分离，其后的轨道机动、中途修正、近月点制动等均由星上推进系统完成。

　　探月1号卫星将在东方红3号卫星平台的基础上进行适应性改造。它比一般人造地球卫星在轨道测控、制导导航与控制系统、热控分系统等方面都有自己的独特之处。预计卫星总重2350千克，本体尺寸2000毫米×1720毫米×2200毫米，采用三轴稳定姿态控制，对月定向工作。卫星在轨运行寿命大于1年。

　　目前，我国航天器所到达的距地球最远距离约6万千米(“双星计划”中的探测1号，2003年12月28日发射)。而要实现月球探测，需使航天器飞出地球引力场，进入到38万千米远的空间。由于月球以及月球与地球、太阳的相对关系具有其固有的特点，因此，探月1号卫星与一般的地球卫星有很大的不同，研制并发射月球探测卫星要解决轨道设计、制导、导航与控制(包括对月姿态确定技术)、测控和数据传输、星上热控和电源分系统的设计等关键技术问题。

　　据探月1号卫星总设计师叶培建院士讲，研制月球探测卫星的技术难点和关键主要有4项：

　　一是轨道设计与控制。它是实现月球探测卫星绕月飞行的基本保证。必须正确认识月球卫星轨道设计的客观规律，寻找合理的工程实施途径。

　　二是测控和数据传输。地球与月球的距离是地球与以往发射卫星的10倍以上，测控信号的空间衰减明显增大。同时为实现卫星绕月飞行，需经历复杂的轨道转移过程，这个过程中的测控任务对星上和地面测控系统提出了更高要求。

　　三是制导、导航与控制。月球探测卫星从环绕地球飞行到准确进入环绕月球的飞行轨道，需经历多次复杂的轨道和姿态机动，要求控制精度高、实时性强。

　　四是热控技术。月球探测卫星要经历复杂的热环境。由于与太阳的相对位置变化很大，热控技术必须适应复杂的外部温度变化，以保证星上所有设备在正常的工作温度范围。

　　不过，对于上述4项技术难点，在目前的中国航天技术范围内都能采取有效措施加以解决。

　　为了确保发射成功，我国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圈～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。

　　具体飞行程序大致分为三个阶段：一是调相轨道段，即月球探测卫星与运载火箭分离后，通过三次近地点变轨，卫星脱离地球轨道，进入奔向月球的地月转移轨道。二是地月转移轨道段，月球探测卫星要飞行5到6天，其间卫星会进行2～3次中途修正，以确保正确进入预定月球轨道。三是环月轨道段，当探测卫星达到距月球200千米时，开始减速制动，通过3次近月点制动，逐步降低轨道的近月点，最终到达高度为200千米的月球极月圆轨道，进入正常工作状态。从发射到进入环月工作轨道，总时间大约需要8～9天，探测卫星将环绕月球运行一年，对月球的地质、土壤、环境和资源进行探测。目前卫星设计飞行速度为每秒十几千米，这一速度还可进一步提高。

　　由于月地距离遥远，卫星将采用一种特殊的双自由度定向天线。此外，鉴于月球外围没有大气二氧化碳辐射带，对月探测将使用新研制的紫外月球敏感器。"降落"即在2005～2010年或稍后将月球探测器(月球车或探月机器人)发射至月球表面软着陆进行探测，精细探测着陆区的土壤、岩石、环境、热流和月表的环境，进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析，建设月基天文台，为月球基地的选址提供月面环境、地形、月岩的化学与物理性质等数据。要实施月表的软着陆和自动巡查必须研制带有登陆器和自动巡查器(月球车)的月球探测器，

　　月表软着陆主要包括探测器接近月面、软着陆发动机点火和着陆撞击直至稳定3个阶段。由于月球表面没有大气层，因此无法借助气动力来减速着陆，必须使用软着陆发动机和着陆缓冲装置。着陆缓冲装置可有花瓣式、桁架式、薄壁壳体式等几种结构形式。为保证着陆后着陆器的正常工作，需进行着陆撞击动力学分析，优化着陆器设计参数，以选择着陆工况参数，确定临界着陆工况。月球表面的热工况、太阳照射等条件具有一定的特点，因此为保证着陆器的正常工作，必须考虑这些因素。

　　月球表面自动巡视探测技术主要是通过月球车在月球表面自动行驶，利用车载有效载荷对月面进行全景和近景摄影，对月表的化学成分进行分析，并把所获取的信息传送回地面。由于月球表面环境恶劣，地形复杂多变，因此月球表面自动巡视探测技术包含很多关键技术。主要包括：月球车的总体设计，月球车的自主导航、运动控制方法，月球车的地面仿真实验技术等。"返回"即在2010年～2020年将小型采样返回舱、月面钻岩机、月球机器人等月球探测器发射至月球表面软着陆，然后通过月球车、机器人等进行现场探测，在月面巡视分析取样基础上，采集关键性样品运回地面进行研究，为载人登月和将来月球基地的选址提供有关数据。同时，对着陆地区进行考察，深化对地-月系统(尤其对月球)的起源与演化的认识。在自动探月器在月表着陆后，为实现取样返回，需完成月表钻孔、月壤收集和封存、以及探测器返回等一系列复杂动作。它涉及月壤自动取样返回探测器总体设计技术、月壤取样器的设计、轨道器与着陆器的轨道控制技术等。

　　据1位资深航天专家介绍，中国探月选择长征3号A运载火箭、以东方红3号通信卫星平台研制探月卫星、在西昌卫星发射中心发射，这三者多次配合成功，技术成熟、可靠性高。他认为，"嫦娥工程"国家立项后，探月卫星在远地轨道的控制、紫外遥感月球、接近月球时的减速"刹车"等月球探测关键技术难题，也将一步步得到解决。

　　中国空间技术研究院2003年8月宣布，我国第1颗月球探测卫星已完成方案设计。该卫星的方案设计工作是自2002年4月正式开始的。我国科学家现已基本确定了月球探测卫星的飞行轨道，解决了卫星运行途中的控制问题，及卫星本身的电源、结构和温度控制等系统的相关技术问题。此外，紫外敏感器、卫星专用天线等一批关键技术也被攻破。紫外敏感器、卫星专用天线等一批关键技术项目获得突破性进展，并开始进行初样设计。目前，科学家们正开始进行卫星初样设计作。

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