“人類不僅看到今天，還要看到明天”

徐豪

“天上一輪才捧出，人間萬姓仰頭看。”5000年來，中國人對月球無限向往，創造了數不清的詩詞，演繹了“飛天”傳說與“奔月”神話。

1969年，美國“阿波羅11號”宇宙飛船載著3名宇航員成功登上月球，“追月”的中國人開始設想自己的登月夢想。發射中國人自己的月球探測器，成為幾代中國航天人的追求。自2004年黨中央、國務院批準立項以來，探月工程先后實施了嫦娥一號、二號、三號、再入返回飛行試驗、嫦娥四號等5次任務，實現了“五戰五捷”。

月球探測工程，是我國繼人造地球衛星、載人航天飛行取得成功之后航天事業發展的又一座里程碑，標志著我國已經進入世界具有深空探測能力的國家行列。

“月球是目的地”

“月球是目的地，地球是家鄉。”

2013年12月，微博賬號“月球車玉兔”悄然開通，這是微博賬號的簡介。“月球車玉兔”實時播報中國第一輛月球車的登月過程，憑借“軟萌”的風格在社交媒體時代爆紅。玉兔號是中國首輛月球車，與著陸器共同組成嫦娥三號探測器，讓本世紀以來人類離第一次“重返月球”的目標更近了一步。

2016年7月31日，中國第一輛月球車、工作超過31個月的“玉兔號”退休，“月球車玉兔”也發布了最后一條微博：“Hi，這次真的晚安了……”這條微博收到了8萬多條評論。

2018年12月8日2時23分，探月工程嫦娥四號任務著陸器和巡視器（月球車）組合體發射升空。在嫦娥四號升空當天，玉兔二號開通官方微博“月球車玉兔二號”。2019年1月4日，該賬號在玉兔二號順利駛抵月背當天更新了一條微博——“看，腳印。這是我的一小步。”數萬網友點贊，上萬網友涌進“沉睡”的嫦娥三號月球車官博留言：“快起床，娘家來人了！”

兩個爆紅的微博號，從側面反映出了公眾對探月工程的高度關注和中國航天事業的蓬勃發展。月球上的這一小步，是中國探月工程的一大步。

國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華介紹，探月工程到2020年前將實現“繞、落、回”三步走目標。探月工程的實施，建立了一套較為完善的深空探測基礎設施，繼美、歐之后建成了全球布局的深空測控網，培養造就了一支高素質專業化的人才隊伍，積淀形成了“追逐夢想、勇于探索、協同攻堅、合作共贏”的“探月精神”。

中國航天技術雖然起步相對晚，但是發展迅速。1961年4月12日，蘇聯宇航員加加林乘坐東方一號宇宙飛船進入太空并環繞地球一圈，成為世界上第一位太空人。1969年7月21日，美國阿波羅11號航天器成功地將阿姆斯特朗等3名宇航員送上月球。而 1970年4月25日，中國才發射了第一顆人造地球衛星“東方紅一號”，開始探索太空時代。

1956年2月，剛剛回國僅4個月的錢學森向中共中央提出《建立中國國防航空工業的意見》時，那時，他是新中國航空事業中唯一見過火箭的人。8個月后，新中國第一個火箭、導彈研究院國防部第五研究院成立時，錢學森給學員們開的第一課，是“什么是火箭和導彈”。

1994年，我國科學家開始進行探月活動必要性和可行性研究。2000年11月22日，中國政府首次公布的航天白皮書《中國的航天》，明確了近期發展目標中包括“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”。此后，中國月球探測工程夢想開啟。

填補中國在月球探測領域空白

2004年1月23日，我國月球探測工程全面啟動，并命名為“嫦娥工程”。“嫦娥工程”是一個完整系列的月球探測工程，其中以“無人月球探測”“載人登月”和“建立月球基地”三個階段組成。

此前2001年，由原國家國防科工委組織中國科學院、中國航天科技集團、原總裝備部等單位正式啟動月球探測工程的相關論證工作。根據我國當時的科技水平，中國航天科技集團五院充分利用應用衛星研制成功的經驗和成果，最大限度地采用經過飛行試驗檢驗的衛星平臺及相關分系統的硬件和軟件，通過兩年多艱苦會戰，設計出結合了東方紅三號衛星平臺與中國資源衛星特點，又具備多項新技術的嫦娥一號衛星方案，并順利完成了奔月、探月的關鍵技術攻關。

作為“繞、落、回”三步走的第一步，首期繞月工程就是研制和發射探月衛星嫦娥一號。

在中國科學院院士葉培建帶領下，中國航天科技集團五院平均年齡只有30多歲的嫦娥研制團隊充分利用現有衛星研制成果，同時針對月球探測衛星新特點，僅用3年先后攻克了軌道設計、月食問題等一系列技術難題，把進軍深空探測的主動權牢牢掌握在自己手中。

2007年10月24日，嫦娥一號衛星成功發射。2008年7月1日，嫦娥一號完成了全月球影像數據的獲取；2008年10月24日，它實現了在軌一年壽命，完成了各項任務。此后，又用嫦娥一號開展了變軌等10余項驗證試驗。為了給探月二期工程“探路”，積累落月過程控制和軌道測定方面的經驗，嫦娥一號于2009年3月1日受控撞擊了月球豐富海區域，成功完成硬著陸，為“繞月探測”任務畫上了一個圓滿的句號，標志著我國已經進入世界具有深空探測能力的國家行列。

中國月球探測工程首任首席科學家歐陽自遠回憶，1978年，美國總統卡特的總統國家安全事務助理布熱津斯基訪華時，向中國贈送了一件特殊的禮物——一塊小指尖大小的月球巖石樣品。樣品鑄在一個有機玻璃盒內，從外面看起來很大，其實只有1克的重量。有關部門很快找到了他。

“我們將這1克月球巖石切成兩塊，一塊保存起來，一塊用來研究。美國人贈送月巖樣品，其實也是在探測我們的測試能力和研究水平，雖然這話沒有明說。但后來的事實證明，我們的研究結果還是讓美國人很信服。”歐陽自遠說，就是在這樣的“壓力和動力”下，中國開始了自己的探月計劃。

歐陽自遠介紹，嫦娥一號擔負的是“4+5行動”任務——完成4項科學任務：拍攝三維立體月球地形圖，探測月球上特殊元素的分布，評估月壤厚度和氦-3的儲量，摸清距離地球40萬公里的空間環境；實現5項工程目標：研制和發射中國第一顆探月衛星，初步掌握繞月探測基本技術，開展首次月球科學探測，初步構建月球探測航天工程系統，為月球探測后續工程積累經驗。

最后，嫦娥一號圓滿完成任務。嫦娥一號累計飛行494天，其中環月482天，比原計劃多飛117天；飛行期間經歷3次月食；傳回1.37TB有效科學探測數據；獲取了全月球影像圖、月表化學元素分布、月表礦物含量、月壤分布和近月空間環境等一批科學研究成果，填補了中國在月球探測領域的空白。

在攀登科技高峰征程中刷新中國高度

作為探月工程二期先導星，嫦娥二號衛星試驗探月工程二期部分關鍵技術，深化月球科學探測。研制團隊歷經了近3年的艱苦鏖戰，無數次的計算、論證、推演……一個個技術難題終于逐一攻破。

2010年10月1日，嫦娥二號發射成功，衛星軌道設計、導航控制、微小相機視頻成像等各項技術均得到驗證。在半年設計壽命周期，嫦娥二號全面實現了六大工程目標和4項科學探測任務，獲取了一批重要科學數據；2012年4月，嫦娥二號圓滿完成在日—地拉格朗日L2點一個完整周期的飛行探測，成功繞飛L2點，進入轉移軌道飛行；2012年12月13日，嫦娥二號與國際編號為4179的圖塔蒂斯小行星由遠及近“擦肩而過”，最近交會距離不到1公里，首次實現了我國對小行星的飛躍探測，成為我國第一個行星際探測器；而后，嫦娥二號飛至1億公里以外，對我國深空探測能力進行了驗證。

嫦娥二號是嫦娥三號先導星，先驗證了一部分關鍵技術，又對預選的降落區域進行了探測。隨后由2013年12月2日凌晨1：30發射的嫦娥三號實現了月球軟著陸，這也是我國航天器首次降落在地球以外的天體。與嫦娥一號、二號相比，嫦娥三號探測器的技術跨度大、設計約束多，結構也更為復雜，新技術、新產品達到80%。

嫦娥一號、二號實現了“繞月”，嫦娥三號的任務是“落月”，我國第一輛月球車“玉兔”號也誕生于此次任務。

作為第二期“落”階段，探測器要首先完好無損地降落在月球上，之后才能載人上去。探月飛船一般是主飛船繞著月球飛，然后探測器降落到月球表面。探測完成后，探測器要么留在月球要么回到繞月的飛船上。這個階段要開展“軟著陸”和月球表面的勘察。“軟”的意思是別一頭撞上去，機器要完好；月球勘察則要能接收地球的遙控。因為月球離地球很遠，無線電指揮信號要很長時間才能傳達和反饋，這對超遠距離通信的技術以及月球車自動運行和應對突發情況的程序研發也提出了很高的要求。

面對技術新、難度大、系統復雜等風險帶來的巨大考驗和一道道難關。2013年12月14日，嫦娥三號探測器成功落月，實現我國航天器首次地外天體軟著陸，并開展巡視勘察和科學探測。嫦娥三號任務圓滿成功，為我國航天事業發展樹立了新的里程碑，在人類攀登科技高峰征程中刷新了中國高度。

“其實發射、近月制動、變軌這些階段和后面的月球降落比較起來，月球降落更為關鍵，從15公里開始下降，要在短短的幾百秒之內安全降落到月面預選著陸區，這對我們來說是一個全新的，也是一個最重要的考驗。”中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁說。

這方面的難度在哪兒呢？吳偉仁說，因為月球的表面是未知的，我們不知道它會準確降落在什么地方，盡管采取了很多措施，包括考慮到在月球沒有大氣，采用火箭進行反推，靠發動機實現反推，然后再逐步減速。同時為了測定著陸器的高度、速度，又研制了新的激光測距、微波測速測距雷達，采取多種措施精確測量它的距離和速度。但風險還是比較大，因為那里月石、月坑很多，可能碰到石頭，也可能碰到一個壕溝，這些情況都可能存在。

安全降落以后，還有一個很重要的環節就是月球車從著陸器上要分離、釋放、解鎖、轉移到架艙上來，就是我們一般俗稱的梯子。從梯子上降落下來到月面，月球車才走下來。走下來也和地形有關系，比如降落下去后，周圍比較平坦，那可能走下來比較容易一點。如果梯子旁邊有什么障礙物，可能難度就比較大。

嫦娥三號探測器成功發射并實現落月開展月面巡視勘察，獲得大量工程和科學數據。嫦娥三號著陸器還創造出迄今月球表面工作時間最長人造航天器的紀錄。

完成世界首次月球背面軟著陸和巡視探測

2014年11月1日清晨，為嫦娥五號探路的再入返回試驗器“嫦娥5T”按既定方案平安著陸。作為探月工程三部曲中“回”的這部重頭戲，在探月工程三期采樣返回任務中，最終攜帶樣品返回地球的返回器對任務的成敗至關重要，我國此前尚沒有地球軌道以外的航天器完成過再入大氣層的返回、著陸與回收經歷。

研制團隊對嫦娥五號任務所需的關鍵技術進行了深入研究，提出了“先行開展一次飛行試驗，驗證高速再入返回飛行的可行性”的思路，飛行試驗器孕育而生，擔當起嫦娥五號“探路先鋒”的重任，提前掃清技術障礙。

月球返回器的再入返回與近地航天器再入返回相比，具有再入速度高、航程長、熱環境復雜等特點。研制團隊突破了軌道設計和控制技術、氣動技術、熱防護技術、再入導航與控制技術等6項關鍵技術，實現了中國航天器首次以第二宇宙速度返回地球，為確保嫦娥五號任務順利實施和探月工程持續推進奠定了堅實基礎。

吳艷華介紹，2019年年底，嫦娥五號工程將實施，屆時，我國將全面完成探月工程“繞、落、回”三期任務。未來，中國探月工程嫦娥六號、七號、八號已經在規劃中。國家航天局正組織國內專家論證探月工程后續規劃，基本明確還有三次任務。

嫦娥六號計劃在月球南極進行采樣返回，具體在月背還是正面，要根據嫦娥五號的采樣情況確定。嫦娥七號計劃著陸月球南極，進行一次對月球地形地貌、物質成分、空間環境綜合探測。嫦娥八號除了繼續進行科學探測試驗外，還要進行關鍵技術的月面試驗。

中國、美國、俄羅斯和歐洲等當前都在論證，是否在月球建立一個科研基地或科研站，例如采用3D打印技術，利用月壤建房子等。“我們要通過嫦娥八號驗證部分技術，為各國共同構建月球科研基地做一些前期探索。”吳艷華說。

2018年12月8日成功發射的嫦娥四號探測器，目前已經取得圓滿成功。1月3日，嫦娥四號成功落月后，實現兩器分離、玉兔二號巡視器月面行走，傳回世界第一張近距離拍攝月背影像圖，完成世界首次月球背面軟著陸和巡視探測。1月11日，嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器在“鵲橋”中繼星支持下完成互拍，科學實驗項目順利開展。

吳偉仁介紹，嫦娥四號工程開始轉入科學探索階段，未來主要有三大類科學探索任務。首先是關于著陸區的地形地貌研究。過去，各國都是通過遙感技術在100公里甚至幾百公里軌道上，探測月背大概的地形地貌，嫦娥四號將“身臨其境”近距離探測。同時，通過玉兔二號的月球行走，我們將獲得月背第一張地質剖面圖，探測深度達100米至200米，為研究月背地質及月球年齡提供一手信息。第二類探測任務是關于月球周圍的空間環境，包括宇宙輻射、太陽輻射、太陽耀斑的爆發對月球空間的影響等。第三類探測任務主要是研究月球的物質成分，多臺科學載荷將對月背物質成分進行初步探測。

“這些成果對于人類來說都是第一次，相信會在國內外產生重大影響。”吳偉仁說。

人類為什么要探索月球？

早在30億年前，月亮就已經死了，如今的月球只是一塊會自轉并繞著地球公轉的“大石頭”，人類為什么還要花大力氣去探測呢？

歐陽自遠曾在接受《人民日報》采訪時這樣表示，在技術發展層面，人類探月活動特別是美國阿波羅計劃產生了強大的推動力，帶動了上世紀六七十年代世界高新技術的發展，其影響一直延續到今天，在計算機、通信、醫療衛生等各個領域都發揮了巨大作用。現在又掀起人類重返月球的高潮，仍然是因為月球有幾個問題非常重要，值得去探索。

“月球有豐富的能源，這個是全球共識。”歐陽自遠說，比如太陽能，月球上的白天接近半個月，月球表面是真空，沒有任何遮擋，可以無限制地鋪設各種太陽能電池板，如果月球上的太陽能轉變成電能以后輸送到地球，將是巨大的能源。另外一種能源是氦3，石油、煤、天然氣等終究要耗光，月球上氦3的資源量據初步估算超過100萬噸，如果利用，至少可以解決全人類能源需求一萬年以上。月球的礦產資源也極其豐富。另外，月球上的環境雖然極其惡劣，但是這些極端環境正適合生物制品和新材料的生產。

“探測月球上的水，也是很時髦的一件事情。雖然月球白天太陽一出來100多攝氏度，根本不可能有水，但有一些地方永遠照不著太陽，這些永久陰影區里可能含有水，國際上探月活動通過撞月最后確證月球上存在水、冰。”歐陽自遠覺得，中國應該離開地球去探測別的天體，這是科技發展的需要，也能夠帶動大量的技術突破和進步，能培養出一支高素質的航天人才隊伍。嫦娥工程是中國人脫離地球引力離開地球搖籃的第一步，月球是前往深空的第一個門檻。

通過開發復雜的探月科學技術，不僅可以帶動和促進基礎科學研究和高科技的快速發展，推動多學科交叉、滲透、共同發展，還能進一步促進國際合作。國家航天局秘書長、新聞發言人李國平介紹，我國嫦娥四號開展了多項國際合作，其13臺載荷（科學儀器或設備）中，4臺是與德國、瑞典、荷蘭、沙特合作的。

李國平說，中國國家航天局愿意同各國航天機構、科研院所及空間探測愛好者分享獲取的科學數據。中國的空間站正在建設，預計2022年前后建成。在中國載人航天和空間站建設中，中國先后與俄羅斯、德國、法國、歐空局等多個國家和組織開展合作。

“航天夢是中國夢的一部分。航天夢是什么？我認為就是集成尖端技術，為經濟建設、科學技術發展。我現在關心的是，天上取得的成果怎么‘落地，也就是怎么和國家的經濟建設更好地結合起來，發揮更大的效益。”曾任中國探月工程總設計師的孫家棟表示，目前我們的航天成果非常多，北斗衛星導航系統到2020年一共要發射30余顆北斗衛星。這么大的投資，除了安全需要，還應該更好地服務國民經濟和社會發展。

“航天事業的重要意義在于，讓人類不僅看到今天，還要看到明天。將來的問題，我們不能到了將來才去解決。”孫家棟說。