探月工程：我國深空探測的“前哨”

文／本刊記者 項 錚

“嫦娥五號”帶回來的月壤日前已經(jīng)完成第一批樣品發(fā)放，科學家們將重點圍繞月球成分、年齡、太空風化和火山巖漿活動歷史等，對月球形成、演化等科學問題進一步研究。

“探月工程提升了我們對月球和地球的認識水平，提升了自然科學的發(fā)展。”在近期召開的科創(chuàng)中國·科學家企業(yè)家創(chuàng)新論壇上，中國探月工程三期總設計師胡浩說，月球是地球唯一的一顆天然衛(wèi)星，具有很多不可替代的優(yōu)勢和特點，對月球的進一步利用一定會對我們科技進步、經(jīng)濟和社會的發(fā)展帶來重大的影響和支撐。

瞄準深空

胡浩介紹，我國的探月工程起源2004年。那時候，中國航天已經(jīng)具備了一定水平，比如運載火箭具備了一定的運載能力，導航衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星、風云衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星等都已形成一定規(guī)模，同時，載人航天工程也取得了輝煌的成就，我國航天工程該向何處去？哪些航天項目能進一步提升航天能力和水平？

“這時候，我們確立了目標——即向更遠處去，向深空邁進，探索更多的未知，推動我國航天事業(yè)的發(fā)展。”胡浩介紹，如何向更遠處去？首先，需要提升運載工具的能力，探測器需要能自主完成更復雜的任務，需要進一步提高對深空軌道的認識，地面的測控系統(tǒng)需要進一步建設完善等等。同時，我國的科學家也在論證，通過月球和其他地外天體的探測，將進一步深化我們對自然、宇宙，包括地球本身的認識。

胡浩介紹，“月球探測工程的本質(zhì)是科技工程，就是科學上應有新發(fā)展，技術水平上要有提高。基于以上因素，2004年我國月球探測工程立項。”

每一步都有創(chuàng)新

月球是距離地球最近的天體，但真正的靠近它、了解需要有強大的技術能力。

胡浩介紹，在探月工程之初，通過“繞、落、回”三個階段來實現(xiàn)月球無人探測的任務。

首先，應對月球進行環(huán)繞探測。2007年，月球的環(huán)繞探測由嫦娥一號完成。我們從地球走到了月球，邁出了重要的一步。在嫦娥一號基礎上，我們研發(fā)了嫦娥二號，邁向更深空。

第二步是實現(xiàn)月球上著陸。嫦娥二號對月球進行了比較詳細的巡視勘察，為月球著陸打下了很好的基礎。2014年和2018年，嫦娥三號和嫦娥四號分別實現(xiàn)在月球正面和月球背面的軟著陸和巡視探測。

第三步是在月球上采樣，并把月球上的樣品拿回地球進行深入分析。去年年底，嫦娥五號實現(xiàn)了月球的采樣返回的目標。

“月球探測工程是我國重大科技專項，”胡浩介紹，“2020年底我們?nèi)缙谕瓿闪四繕耍@三大步驟脈絡很清晰，每一步都有創(chuàng)新的項目，每一步又為后續(xù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。”

帶動大批相關技術發(fā)展

胡浩介紹，探月工程整體推動了我國家航天事業(yè)的發(fā)展。以探月工程為應用目標，有效帶動了運載火箭、發(fā)射場和測控系統(tǒng)的發(fā)展。我國的深空測控網(wǎng)建到了全世界，實現(xiàn)了基本上全天時、全天候、多目標、精確測量控制通信的行星探測測控系統(tǒng)。通過探月工程，我們建設了一大批地面仿真實驗驗證設施，增強了我國進入太空空間的能力，為未來的深空探測活動奠定堅實的技術基礎。

探月工程帶動了相關技術的發(fā)展。月球的狀態(tài)是真空，早晚溫差極大。這要求我們要研制適應月球特殊環(huán)境的輕小型化、自主能力強、耐真空、耐溫差變化的設備產(chǎn)品。探月工程的實施，帶動了我國信息、微機電、動力、新材料、新工藝等領域一批新技術進步，形成了一大批先進試驗方法、標準和規(guī)范，帶動了諸多領域科技重大創(chuàng)新，目前多項技術已在其他航天任務和相關領域中得到應用。

探月工程的實施使我們收獲了大批的技術成果。比如，探月工程使用的國旗需要耐真空且耐高低溫變化，所以對國旗印染噴涂帶來新的挑戰(zhàn)。經(jīng)過攻關解決了這些問題，而這些專利和成果也已經(jīng)開展了一些轉(zhuǎn)化，北京冬奧會運動員服裝上的國旗應用了這項技術。高比能量鋰氟化碳電池組成功應用于無人機和空間站返回艙等任務中。紅外成像光譜儀技術轉(zhuǎn)化形成了廣譜可調(diào)緊湊型成像光譜儀等產(chǎn)品。因為要適應生存的環(huán)境帶來的這些挑戰(zhàn)，包括空間輻射、冷熱交變、微小型化這些特點，所以這些器件、材料適應能力非常強，這對于后續(xù)的技術成果轉(zhuǎn)化有重要的作用。

探月工程六戰(zhàn)六捷，做到了起步晚但起點高；投入少但產(chǎn)出多；任務次數(shù)少但覆蓋內(nèi)容全；整體能力快速發(fā)展，使我國在該領域迅速進入國際先進行列。探月工程探索出一套符合我國國情和重大科技工程要求的科學管理模式和方法，積累了組織實施重大科技工程的重要經(jīng)驗，走出一條新型舉國體制下重大航天科技工程成功之路，為我國航天事業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎，并開辟了更為廣闊的發(fā)展空間。