对未知世界的探索是人类发展的永恒动力，对茫茫宇宙的探测是人类拓展生存空间的必由之路。月球是距离地球最近的天体，也是环绕地球的唯一天然卫星，其独特的空间位置和潜在资源，成为人类开展深空探测的起点和基础。

　　中国探月工程按照“探”、“登”、“驻”开展规划论证，国务院于2004年初正式批准立项，并纳入国家中长期科学和技术发展规划纲要，列为全国重大专项工程，2020年前分“绕、落、回”三个阶段分步实施。

 

　　一、“嫦娥一号”任务

　　2007年10月24日，探月一期工程成功发射“嫦娥一号”卫星(CE-1)，实现了对月球全球性与综合性环绕探测，标志着我国进入世界具有深空探测能力的国家行列。

 

　　“嫦娥一号”奔月示意图

　　工程目标：1.研制和发射月球探测卫星;2.掌握绕月探测基本技术;3.开展月球科学探测;4.构建月球探测航天工程系统;5.为月球探测后续工程验证技术，积累经验。

　　科学目标：1.获取月球表面三维影像;2.分析月球表面元素含量和物质类型的分布特点;3.探测月壤特性;4.探测地月空间环境。

　　“嫦娥一号”卫星搭载了八种有效载荷 ，在月面200千米的环月轨道开展探测。

 

　　嫦娥一号调相轨道奔月

 

　　嫦娥一号3次近月制动

 

　　嫦娥一号200千米极轨圆轨道

　　“嫦娥一号”任务的科学成果：

 

 

 

 

　　二、“嫦娥二号”任务

　　2010年10月1日，探月二期工程先导星“嫦娥二号”(CE-2)成功发射，为落月探测验证了部分关键技术，取得了一系列成果。

 

 

 

 

 

 

　　2011年6月9日，嫦娥二号从月球轨道奔向日地拉格朗日L2点。2011年8月25日，进入L2点环绕轨道，开展了为期10个月的科学探测。获得了地球远磁尾离子能谱、太阳耀斑爆发和宇宙伽马爆的科学数据。

 

　　2012年6月1日，嫦娥二号脱离L2点轨道，经过195天飞行，实现与图塔蒂斯小行星交会。

 

　　三、“嫦娥三号”任务

　　2008年2月15日，国务院正式批准探月工程二期立项。 2013年前后，实现月面软着陆，开展就位探测和巡视探测。

　　工程目标：1.突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与遥操作、深空探测运载火箭发射等关键技术，提升航天技术水平。2.研制月球软着陆探测器和巡视探测器，建立地面深空站，获得包括运载火箭、月球探测器、发射场、深空测控站、地面应用等在内的功能模块，具备月球软着陆探测的基本能力。3.建立月球探测航天工程基本体系，形成重大项目实施的科学有效的工程方法。

　　科学探测：1.月表形貌与地质构造调查。2.月表物质成分和可利用资源调查。3.月球内部结构研究。4.日-地-月空间环境探测和月基光学天文观测。

　　“嫦娥三号”任务作为二期工程的主任务，是我国航天器首次在地球以外天体实现软着陆和巡视探测活动，是探月工程“绕、落、回”三步走中承前启后的关键一步。

　　为实现月面软着陆，我国成功开发了新型航天平台——着陆探测器，采用了梁板复合式结构设计和可大范围伸缩的四腿式着陆缓冲机构，设计了自主式、高精度的分段减速悬停式无人着陆控制方案。

 

　　着陆探测器搭载的“月面巡视探测器”，是在月球表面行驶并对月球进行考察、收集和分析样品的专用车辆，公众习惯称之为月球车。

　　月球车由移动、结构与机构、GNC、综合电子、电源、热控、测控数传、有效载荷共8个分系统组成。

 

　　2013年底，“嫦娥三号”将在西昌卫星发射中心，采用长征三号乙改二型运载火箭直接将探测器发射。

 

 

 

 

　　四、探月三期工程

　　2011年1月7日，国务院正式批准探月工程三期立项。 2020年前，实现月面采样 ，月面上升，月球轨道交汇对接，月地转移、高速地球再入、着陆回收。

　　工程目标：1.突破窄窗口多轨道装订发射、月面自动采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接、月地转移、地球大气高速再入、多目标高精度测控、月球样品储存等关键技术，提升我国航天技术水平。2.实现首次地外天体自动采样返回，推进我国科学技术重大跨越。3.完善探月工程体系，为载人登月和深空探测奠定一定的人才、技术和物质基础。

　　科学目标：1.着陆区的现场调查和分析。开展着陆点区域形貌探测和地质背景勘察，获取与月球样品相关的现场分析数据，建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系。2.月球样品的分析与研究。对月球样品进行系统、长期的实验室研究，分析月壤的结构、物理特性、物质组成，深化月球成因和演化历史的研究。

 

 

 

　　五、国际探月历程

　　月球是研究地球、地-月系和太阳系的起源与演化的重要对象，具有可供人类开发和利用的各种独特资源，也是人类向外层空间发展的理想基地和前哨站。

 

　　1958年至2012年，全世界进行过月球探测的国家和地区有美国、苏联/俄罗斯、欧盟、日本、印度、中国，共计开展月球探测活动130次，成功和基本成功67次，失败63次，成功率为50.8%。

　　美国开展了60次，成功41次;苏联64次，成功21次;日本2次，成功1次;欧盟1次，成功1次;中国2次，成功2次;印度1次，成功1次。

　　开展的探测方式依次是：飞越月球，环月探测、月面硬着陆、月面软着陆、月面巡视、月面采样返回、载人登月。

　　美国从1958年8月起，几次向月球发射“先锋”(Pioneer)系列探测器，但直到1959年3月的“先锋4号”才勉强成功，成为美国第一个脱离地球重力的探测器。后来美国又发射了“艾布尔”(Able)、“徘徊者”(Ranger)、“勘测者”(Surveyor)、“月球轨道器”(Lunar Orbiter)、“探险者”(Explorer)以至后来的“阿波罗”(Apollo)等系列的月球探测器，从1958年到1976年共56次，37次成功。

 

　　美国“先锋10号”月球探测器

　　1959年1月，前苏联经过几次尝试，成功发射了“月球1号”，首次脱离地球引力;9月，再次发射“月球2号”，受控首次撞击了月球;10月，又发射“月球3号”，首次拍摄到月球背面的照片。从1958年到1976年，前苏联先后发射了“月球号”(Lunar)、“探测器”(Zond)、“宇宙号”(Cosmos)、“联盟号”等系列月球探测器共64次，21次成功。

 

　　前苏联月球1号探测器

　　1969年7月，美国“阿波罗11号”首次载人登月成功，宇航员阿姆斯特朗和他的同伴奥尔德林成功登上了月球，并留下了人类在外太空的第一个脚印;后续的阿波罗飞船又5次成功载人登月，共有12名宇航员登上了月球。

 

　　“阿波罗11号”登月宇航员(左起)尼尔.阿姆斯特朗，迈克尔·柯林斯和巴斯.奥尔德林

　　1970年11月17日，前苏联研制无人驾驶的月球车1号由“月球17号”探测器送上月面，这是人类航天史上第一辆月球车。探测器在月面“雨海”地区着陆后，月球车顺着舷梯下到月面，在月面上行驶了10.5公里，进行了10个半月的探测，考察了8万平方米的月面，直到携带的核能耗尽，于1971年10月4日停止工作。1973年1月8日，前苏联发射“月球21号”探测器，携带了更为先进的月球车2号，在月面行驶了37公里，对月球进行又一次考察，并向地球发回了88幅月面全景图。

　　1969年5月，美国在“阿波罗计划”中开始月球车研制。1971年7月31日，“阿波罗15号”登上月球“雨海”地区的第二天，宇航员斯科特和欧文进行了航天史上第一次有人驾驶的月球车行驶。两名宇航员驾驶月球车行驶了27.9公里，收集了77公斤月岩样品。以后的“阿波罗”16号、17号携带的月球车，又分别在月面上行驶了27公里和35公里。

 

　　当然，在近50年的月球探测史上，人类也为这个执著的梦想付出了不菲的代价。美国进行的56次探月试验失败19次，俄罗斯(前苏联)也有43次失败的记录。在那个年代，美国和前苏联都在这场狂热的登月竞赛中投入了天文数字的资金和设备。当狂热开始降温以后，随即而来的，是长达近20年的沉寂。

　　二十世纪九十年代以后，全球范围内兴起了新一轮探月高潮，美、欧、俄、日、印等国家和组织都提出了庞大的探月计划。

　　1990年1月24日，日本发射“缪斯A”号卫星，进入太空后更名“飞天号”。这使日本成为世界上第3个探测月球的国家。“缪斯A”发射成功后向月球轨道释放了一个小型探测卫星，但很快出现故障而失灵。“缪斯A”在绕地球飞行一段时间后，于1993年4月坠毁在月球上，这一探月计划宣告失败。

 

　　日本“飞天号”

　　1994年1月、1998年1月，美国又分别发射“克莱门汀”(Clementine)号、“月球勘探者”(Lunar Prospector)号，对月球形貌、资源、水冰等进行探索，地面专家通过仔细量度月球磁场及地心引力，证实月球两极可能有水源。

 

　　“月球勘探者”探测器

　　2003年9月27日 ，欧洲首个月球探测器“智慧—1号”(SMART-1)成功升空，实现欧洲首次探月之旅，经过13个月漫长飞行进入月球轨道，开始绕月环行。2006年9月3日，“智慧—1号”按预定计划受控撞月。

 

　　欧洲宇航局smart-1号探测器

　　2007年9月，日本发射了首个月球探测器“月亮女神”号(又名“辉夜姬”)，包括一个主轨道器和两颗小卫星，在顺利完成各项探测任务后，受控落月。目前，日本正在研制“月亮女神”二号月球探测器，拟调查月球表面的环境和地质构造。

 

　　日本“月亮女神”绕月探测卫星

　　2008年10月，印度发射“月船一号”卫星，获得了一批科学成果，但在轨运行不足1年与地面失去联系。目前，印度正与俄罗斯合作研制“月船二号”，计划在月球实现软着陆进行巡视探测，并采集月球土壤样本进行分析。

 

　　印度“月船一号”发射之前

　　2009年6月，美国由宇宙神V401型火箭“一箭双星”，同时发射了“月球勘测轨道器”(LRO)和“月球坑观测和传感卫星”(LCROSS)。“月球坑观测和传感卫星”由“半人马座火箭”和“牧羊航天器”组成，在“半人马座火箭”撞击月球南极的凯布斯坑(Cabeus)后，“牧羊航天器”也受控撞击向月球。由撞击过程中采集的大量数据分析，证实了月球上确实存在水。

 

　　美国LCROSS的组成

　　2011年9月，美国又发射了“圣杯号”月球探测器，以距地球约150万公里的第一拉格朗日点作为中转站，采取间接路线以较慢速度抵达绕月轨道，对月球重力场系统进行精细探测。

 

　　美国“圣杯号”月球探测器发射

　　随着科学技术的发展，人类重返月球的热潮兴起并开始研究建设永久性基地。探测月球、登陆月球、开发月球，将在不远的将来就会变为现实。

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