来源:科技日报记者 付毅飞 代小佩
首次实现人类在月球背面软着陆的嫦娥四号着陆器,以及正蹲在它身边看石头的玉兔二号月球车,此时或许不知道,家乡的父老乡亲正在惦记它们。
在5日举行的十三届全国人大二次会议开幕会上,总理在政府工作报告中介绍“发展新动能快速成长”时说:“嫦娥四号等一批重大科技创新成果相继问世。”
3月5日,第十三届全国人民代表大会第二次会议在北京人民大会堂开幕。新华社记者鞠鹏摄
这不是总理第一次在政府工作报告里第一次提到“嫦娥”。《2014年政府工作报告》中也指出:“神舟十号遨游太空,嫦娥三号成功登月,蛟龙深潜再创纪录,这表明中国人民完全有能力、有智慧实现建成创新型国家的目标”。从2007年至今,政府工作报告中8次提到了探月工程。
自从2004年中国探月一期工程立项至今,“嫦娥姐妹”取得了五战五捷的佳绩,探索出一条中国人自己的探月之路。一起来回顾下,看看她们都干了哪些大事。
嫦娥一号:树立中国航天第三个里程碑
1994年,我国科学家开始进行探月活动必要性和可行性研究。2001年,由孙家栋院士牵头,国防科工委组织中国科学院、中国航天科技集团、总装备部等单位正式启动月球探测工程的相关论证工作。2004年1月,国务院正式批准我国绕月探测工程立项。
没有成熟的经验可借鉴,没有充分的数据去参考,却要实现“精确变轨,绕月飞行,有效探测,一年寿命”的探测工程目标。平均年龄只有30多岁的航天科技集团五院“嫦娥”研制团队针对月球探测卫星的新特点,自主开展了技术上的原始创新、集成创新和流程与管理上的综合创新,再短短3年里攻克了轨道设计、月食问题、两自由度数传定向天线研制、卫星热设计、制导导航与控制份系统设计、测控数传分系统设计、紫外月球敏感器、数管分系统设计等一系列技术难题,突破并掌握一大批具有自主知识产权的核心技术和关键技术,把进军深空探测的主动权牢牢地掌握在自己手里。
2007年10月24日,嫦娥一号卫星发射,拉开了中国人探索月球的序幕。它在距月面200公里的轨道绕行了近500天,获得了世界首幅三维立体全月图,最后按预定计划受控撞月,为我国探月工程一期画上了圆满的句号。这是继人造地球卫星、载人航天飞行之后,我国航天事业发展的又一座里程碑,开启了中国人走向深空的时代。
嫦娥二号:飞向亿万公里深空的先遣兵
作为探月工程二期先导星,嫦娥二号卫星的主要任务是试验探月工程二期部分关键技术,深化月球科学探测。
2010年10月1日嫦娥二号发射,卫星轨道设计、导航控制、热控、X波段测控、微小相机视频成像等各技术验证项目,均按程序进行并全部成功。嫦娥二号的工作轨道距月面仅100公里,获得了分辨率更高的三维影像、月球物质成分分布图等资料,实现了6大工程目标和4项科学探测任务,获取了一批重要科学数据。
完成既定任务后,嫦娥二号开展了拓展试验。先前往距地球150万公里的日地拉格朗日2点,完成了一个完整周期的飞行探测;又飞到700万公里外,以最近不到1公里的距离与图塔蒂斯小行星擦肩而过,首次实现了我国对小行星的飞越探测。最后,它飞到一亿公里之外,对我国深空探测能力进行了验证。
如今,嫦娥二号已经成为太阳系的小行星,围绕太阳做椭圆轨道运行,预计会在2020年前后回到地球附近。
嫦娥三号:成功实现落月梦想
2008年3月,探月工程二期立项,嫦娥三号开始研制。
与嫦娥一号、二号相比,嫦娥三号探测器的技术跨度大、设计约束多,结构也更为复杂,新技术、新产品达到80%。研制团队迎难而上,突破了着陆减速、着陆段的自主导航控制、着陆冲击缓冲、月面热控保障、月面移动、月面巡视过程的自主导航与遥操作控制等六大方面关键技术。
2013年12月14日,嫦娥三号探测器成功落月,实现我国航天器首次地外天体软着陆,并开展巡视勘察和科学探测。2014年1月6日,习近平总书记在会见探月工程嫦娥三号任务参研参试人员代表时指出:“嫦娥三号任务圆满成功,为我国航天事业发展树立了新的里程碑,在人类攀登科技高峰征程中刷新了中国高度。”
嫦娥5T:月球采样返回任务的探路先锋
2019年年底,我国计划实施嫦娥五号任务,迈出探月工程“绕、落、回”三步走战略的最后一步——从月面采样返回。
要成功实现从地球轨道以外再入大气层返回并着陆回收,事先探探路很有必要。这项工作已经由嫦娥5T(再入返回飞行试验器)完成。
2014年11月1日,嫦娥5T按既定方案平安着陆。与近地航天器再入返回相比,月球返回器具有再入速度高、航程长、热环境复杂等特点。研制团队突破了轨道设计和控制、气动、热防护、再入导航与控制等关键技术,验证了返回器“半弹道跳跃式返回”再入关键技术,实现了中国航天器首次以第二宇宙速度返回地球,为确保嫦娥五号任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础。
未来“嫦娥”将为建立月球基地进行探索
继“绕、落、回”三步走战略之后,我国已经对探月工程四期进行了规划。五院深空探测和空间科学首席专家叶培建曾向科技日报记者介绍,下一步探月任务是建立月球科考站的初步模式。
已实现工程目标的嫦娥四号,正是四期工程的首次任务。
月球科考站想象图
后续,探月工程四期还明确了三次任务。国家航天局副局长吴艳华此前介绍,嫦娥六号计划在月球南极进行采样返回,到底是月背还是正面,要根据嫦娥五号的采样情况来确定;嫦娥七号要在月球南极,对月球的地形地貌、物质成分、空间环境进行综合探测;嫦娥八号除了继续进行科学探测试验,还要进行一些关键技术的月面试验。
全国政协委员、中国探月工程总设计师吴伟仁表示,在月球上长期进行科学研究,或者人到月球上长期工作,必然要经受月夜零下180度或月昼100多度的严酷环境。根据月球、地球和太阳三者的关系,月球南极或北极可能存在连续光照区。“我们初步推算,在月球南极可能有超过180天的连续光照,可提供长期从事科学研究的基础环境。”吴伟仁说,“包括其他一些国家,都瞄准南极或者北极长期观测。这是我们在月球建立科研站的基础和前提条件。”
“我们要通过嫦娥八号验证部分技术,为以后各国共同构建月球科研基地做一些前期探索。”吴艳华说。
相关链接:
政府工作报告中提到的探月工程
2007年——大型油气田和煤层气开发、新一代宽带无线移动通信网、大型飞机设计与制造、载人航天与探月工程等16个重大专项陆续启动。
2008年——创新型国家建设进展良好,涌现出一批具有重大国际影响的科技创新成果。载人航天飞行和首次月球探测工程圆满成功。
2011年——载人航天、探月工程、超级计算机等前沿科技实现重大突破。
2013年——创新型国家建设取得新成就,载人航天、探月工程、载人深潜、北斗卫星导航系统、超级计算机、高速铁路等实现重大突破,第一艘航母“辽宁舰”入列。
2014年——神舟十号遨游太空,嫦娥三号成功登月,蛟龙深潜再创纪录,这表明中国人民完全有能力、有智慧实现建成创新型国家的目标。
2015年——超级计算、探月工程、卫星应用等重大科研项目取得新突破,我国自主研制的支线客机飞上蓝天。
2016年——科技创新实现重大突破。量子通信、中微子振荡、高温铁基超导等基础研究取得一批原创性成果,载人航天、探月工程、深海探测等项目达到世界先进水平。
2019年——发展新动能快速成长。嫦娥四号等一批重大科技创新成果相继问世。