深空探測(cè)篇

月球探測(cè)和火星探測(cè)是中國(guó)由航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的標(biāo)志性和帶動(dòng)性工程。中國(guó)空間技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱研究院）是中國(guó)月球和火星等深空探測(cè)任務(wù)的主體承研單位，為中國(guó)探月工程的穩(wěn)步推進(jìn)提供了重要條件保障，也將為未來(lái)的深空探測(cè)活動(dòng)提供有力支撐。

1 探月工程

2000年11月22日，中國(guó)政府首次公布了航天白皮書—《中國(guó)的航天》，明確了近期發(fā)展目標(biāo)中包括“開(kāi)展以月球探測(cè)為主的深空探測(cè)的預(yù)先研究”。

2001年，由孫家棟院士牽頭，國(guó)防科工委組織中國(guó)科學(xué)院、航天科技集團(tuán)、總裝備部等單位正式啟動(dòng)月球探測(cè)工程的相關(guān)論證工作。研究院作為中國(guó)空間技術(shù)的主力軍，率先成立項(xiàng)目辦公室，展開(kāi)月球探測(cè)衛(wèi)星方案的論證工作，設(shè)計(jì)出嫦娥-1衛(wèi)星方案，并順利完成了奔月、探月的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

“繞 ”—嫦娥-1和嫦娥-2

2004年，探月一期工程正式立項(xiàng)，我國(guó)月球探測(cè)工程全面啟動(dòng)。作為“繞、落、回”三步走的第一步，首期繞月工程的目標(biāo)是研制和發(fā)射探月衛(wèi)星嫦娥-1。

經(jīng)過(guò)3年多時(shí)間，2007年10月24日，研究院研制的嫦娥-1衛(wèi)星發(fā)射成功。11月7日，衛(wèi)星進(jìn)入環(huán)月軌道并傳回月球圖像，標(biāo)志著我國(guó)月球探測(cè)衛(wèi)星研制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了歷史性跨越，樹立了中國(guó)航天的第三個(gè)里程碑。在嫦娥-1衛(wèi)星研制中，研究院充分繼承已有技術(shù)，借鑒變軌能力強(qiáng)的東方紅-3平臺(tái)的推進(jìn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及自主能力強(qiáng)的“資源”系列遙感探測(cè)衛(wèi)星平臺(tái)相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行了集成設(shè)計(jì)；同時(shí)在眾多方面開(kāi)展原創(chuàng)性設(shè)計(jì)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)月球探測(cè)任務(wù)的全新技術(shù)平臺(tái)，為月球探測(cè)后續(xù)工程和深空探測(cè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

嫦娥-1任務(wù)圓滿完成后，中國(guó)開(kāi)始了嫦娥-1備份星任務(wù)初步方案論證工作，并將備份星命名為嫦娥-2。2008年7月，研究院完成了第二輪總體方案論證工作。同年10月，嫦娥-2任務(wù)立項(xiàng)。2010年10月1日，嫦娥-2發(fā)射成功。在任務(wù)執(zhí)行期間，嫦娥-2出色完成了嫦娥-3部分技術(shù)先期驗(yàn)證工作，成功拍攝著陸區(qū)虹灣的高清地形地貌圖像，完成了全月球7m分辨率影像圖的繪制，并在拓展任務(wù)中實(shí)現(xiàn)了日地拉格朗日L2點(diǎn)飛行和圖塔蒂斯小行星飛越探測(cè)。研究院圓滿完成了嫦娥-2衛(wèi)星的研制試驗(yàn)和飛行任務(wù)，為探月工程后續(xù)任務(wù)的順利開(kāi)展做出了突出貢獻(xiàn)，也為中國(guó)執(zhí)行未來(lái)的深空探測(cè)任務(wù)積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。

嫦娥-1示意圖

“落 ”—嫦娥-3和嫦娥-4

2008年，探月二期工程通過(guò)國(guó)家立項(xiàng)批復(fù)，工程目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)月球表面軟著陸和月球巡視探測(cè)。探月二期工程包括探測(cè)器、運(yùn)載火箭、發(fā)射場(chǎng)、測(cè)控和地面應(yīng)用五大系統(tǒng)，嫦娥-3是工程任務(wù)的核心和關(guān)鍵，包括月球軟著陸探測(cè)器（簡(jiǎn)稱“著陸器”）和月球巡視探測(cè)器（簡(jiǎn)稱“巡視器”）兩個(gè)部分。

經(jīng)過(guò)5年多的研制，2013年12月2日，嫦娥-3探測(cè)器發(fā)射升空，并于14日成功軟著陸于月球虹灣著陸區(qū)，15日完成著陸器巡視器分離，兩器各自獨(dú)立開(kāi)展月面探測(cè)工作。研究院突破了月球軟著陸和月面巡視核心關(guān)鍵技術(shù)，在航天器總體設(shè)計(jì)、制導(dǎo)導(dǎo)航和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面取得了一系列的科研成果，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)首次在地外天體上進(jìn)行原位和巡視探測(cè)。

嫦娥-4是嫦娥-3的備份星，計(jì)劃于2018年發(fā)射。嫦娥-4由著陸器、巡視器和中繼星組成，將首次實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸和巡視探測(cè)，首次完成地月拉格朗日L2點(diǎn)中繼星對(duì)地對(duì)月的測(cè)控、數(shù)據(jù)中繼，同時(shí)開(kāi)展月基低頻射電天文觀測(cè)、月球背面巡視區(qū)形貌和礦物組分、巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu)等科學(xué)探測(cè)與研究。

“回”—嫦娥-5試驗(yàn)器、嫦娥-5和嫦娥-6

2011年，探月三期工程正式立項(xiàng)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)月面無(wú)人采樣返回。工程規(guī)劃了2次正式任務(wù)和1次飛行試驗(yàn)任務(wù)，分別是嫦娥-5、嫦娥-6和嫦娥-5飛行試驗(yàn)任務(wù)。

嫦娥-5試驗(yàn)器于2014年10月24日發(fā)射，11月1日成功返回地球，實(shí)現(xiàn)了第二宇宙速度高速跳躍式再入返回。嫦娥-5試驗(yàn)器再入返回飛行試驗(yàn)任務(wù)的圓滿成功，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)探月三期工程最終目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

嫦娥-5探測(cè)器是由研究院研制的中國(guó)首個(gè)實(shí)施無(wú)人月面取樣返回的航天器，由軌道器、返回器、著陸器、上升器4個(gè)部分組成。嫦娥-5和嫦娥-6將共同實(shí)施探月工程三期“回”的任務(wù)，即實(shí)現(xiàn)月球采樣后自動(dòng)返回，完成中國(guó)探月工程的收官之戰(zhàn)。

2 火星探測(cè)

2016年初，中國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃正式立項(xiàng)，計(jì)劃于2020年擇機(jī)發(fā)射火星探測(cè)器，一步實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”工程目標(biāo)，對(duì)火星進(jìn)行環(huán)繞探測(cè)、著陸探測(cè)和巡視探測(cè)，對(duì)火星的土壤環(huán)境、大氣等展開(kāi)研究。

為完成好這一重大而艱巨的航天任務(wù)，研究院探測(cè)器系統(tǒng)抓總開(kāi)展研制工作，積極組織各系統(tǒng)完成了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、方案轉(zhuǎn)初樣、初樣詳細(xì)設(shè)計(jì)、初樣結(jié)構(gòu)交付等工作。

嫦娥-3著陸器

嫦娥-3巡視器

嫦娥-5示意圖

火星探測(cè)器外觀圖

2016年，火星探測(cè)器研制順利轉(zhuǎn)入初樣研制階段。研究院探測(cè)器系統(tǒng)通過(guò)組織評(píng)審、復(fù)核，成立專家組等手段，嚴(yán)抓技術(shù)與質(zhì)量；組織策劃，召開(kāi)綜合調(diào)度會(huì)、專項(xiàng)調(diào)度會(huì)等方式，嚴(yán)控進(jìn)度，探測(cè)器研制按計(jì)劃有序開(kāi)展；依照工程總體下發(fā)的《首次火星探測(cè)任務(wù)產(chǎn)品保證總要求》，嚴(yán)格按照各項(xiàng)要求開(kāi)展了產(chǎn)品保證工作。

2017年是火星探測(cè)器系統(tǒng)的初樣驗(yàn)證年，也是確保按計(jì)劃完成轉(zhuǎn)正樣的攻堅(jiān)年。研究院探測(cè)器系統(tǒng)全力開(kāi)展初樣階段探測(cè)器設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)熱控器研制、電性器研制、著陸驗(yàn)證器研制、鑒定件研制等多條主線工作，確保火星探測(cè)器年度研制任務(wù)按計(jì)劃圓滿完成。

3 小行星探測(cè)

2010年，深空探測(cè)被列入“十三五”重大專項(xiàng)規(guī)劃，小行星探測(cè)也成為未來(lái)深空探測(cè)工程的四次重大任務(wù)之一。《2016中國(guó)的航天》白皮書中提出，我國(guó)將開(kāi)展小行星探測(cè)等的方案深化論證和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，適時(shí)啟動(dòng)工程實(shí)施。研究院對(duì)深空探測(cè)規(guī)劃進(jìn)行了一系列論證研究，其中包含對(duì)小行星探測(cè)的相關(guān)基礎(chǔ)和工程技術(shù)研究。

火星車與著陸巡視器外觀設(shè)計(jì)構(gòu)型圖

2010年以來(lái)，中國(guó)小行星探測(cè)駛?cè)肟燔嚨馈Ｔ谘芯吭涸菏炕鹫n題、院科技委發(fā)展研究課題等支持下，相關(guān)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了系統(tǒng)性研究和一些先期技術(shù)攻關(guān)，取得了包括小行星監(jiān)測(cè)與防御技術(shù)、小天體策略研究（含目標(biāo)選擇）、資源開(kāi)發(fā)與利用技術(shù)、弱引力小天體表面探測(cè)機(jī)器人等課題在內(nèi)的研究成果，提出了中國(guó)后續(xù)小行星探測(cè)返回、操控、利用“三步走”發(fā)展路線建議，小行星探測(cè)發(fā)展路線更加清晰。

同時(shí)，依托自身雄厚的工程技術(shù)實(shí)力，研究院在小行星自主導(dǎo)航與控制、小行星弱引力附著與采樣技術(shù)等方面開(kāi)展了預(yù)先研究，為小行星探測(cè)任務(wù)的論證和實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。2011-2012年，嫦娥-2成功實(shí)現(xiàn)了拉格朗日L2點(diǎn)的飛行試驗(yàn)和對(duì)圖塔蒂斯小行星飛越成像多階段擴(kuò)展任務(wù)試驗(yàn)，圓滿實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)多任務(wù)的預(yù)定目標(biāo)，為深入開(kāi)展小行星探測(cè)奠定了必要的工程實(shí)踐基礎(chǔ)。

目前，研究院正在積極開(kāi)展小行星探測(cè)等系統(tǒng)論證工作，對(duì)小行星選擇、飛越、伴飛、采樣和控制等問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證，努力實(shí)現(xiàn)從地月系統(tǒng)探測(cè)到行星際探測(cè)的跨越。