文/ 賀喜梅

▲ 嫦娥五號(hào)探測(cè)器試驗(yàn)隊(duì)員迎接嫦娥五號(hào)返回器“回家” 李淑姮攝

自1978年美國(guó)向我國(guó)贈(zèng)送1克月球巖石樣品以來(lái)，我國(guó)科學(xué)家對(duì)其中的0.5克進(jìn)行了研究分析。其間，不斷有人感慨：“僅靠別人的二手資料，我國(guó)的科學(xué)水平就會(huì)永遠(yuǎn)落在別人的后面?！?/p>

這一局面在2004年得到了根本性改變。在黨中央、國(guó)務(wù)院的批準(zhǔn)下，名為“嫦娥工程”的中國(guó)探月工程正式實(shí)施，“繞、落、回”三步走被明確為發(fā)展路徑。

16年來(lái)，從嫦娥一號(hào)到嫦娥五號(hào)，我國(guó)探月工程取得了“六戰(zhàn)六捷”的戰(zhàn)績(jī)，建立起完善的探月工程體系，走出了一條中國(guó)特色的探月之路；從首幅高分辨率全月圖到首幅月球剖面圖，中國(guó)科學(xué)家獲得了大量珍貴的探測(cè)數(shù)據(jù)。

從跟跑、并跑到領(lǐng)跑

月球蘊(yùn)藏了地球、太陽(yáng)系起源和演化的無(wú)窮奧秘，擁有豐富的特有資源，也是人類走向深遠(yuǎn)空間的前哨崗和試驗(yàn)場(chǎng)。1958年至1976年，美、蘇兩國(guó)代表兩大陣營(yíng)掀起了第一輪探月高潮，最終以美國(guó)的勝利而告終。1994年至今，多個(gè)國(guó)家和組織紛紛加入月球探測(cè)行列，開(kāi)啟了延續(xù)至今的第二輪探月高潮，美國(guó)更是高調(diào)宣布計(jì)劃讓航天員重返月球。月球已成為國(guó)家利益新的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

“如果我國(guó)的月球探測(cè)活動(dòng)取得一些成果，在國(guó)際上討論《月球協(xié)定》的修訂和分享月球權(quán)益時(shí)，將有更大的發(fā)言權(quán)，就能更有效地維護(hù)我國(guó)在月球的合法權(quán)益，否則就沒(méi)有發(fā)言權(quán)。”中國(guó)探月工程首任總設(shè)計(jì)師、“共和國(guó)勛章”獲得者、中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司高級(jí)技術(shù)顧問(wèn)孫家棟說(shuō)。

2007年10月24日，中國(guó)人第一次將嫦娥一號(hào)衛(wèi)星送至200公里環(huán)月軌道繞月飛行，圓滿完成了第一步“繞”的任務(wù)。嫦娥一號(hào)獲取了一張120米分辨率全月球立體影像圖，這在當(dāng)時(shí)是全世界最好的。2010年，嫦娥二號(hào)衛(wèi)星更是提供了全月球7米分辨率的立體影像圖。

僅僅時(shí)隔3年，2013年嫦娥三號(hào)探測(cè)器就實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首次地外天體軟著陸，著陸器與“玉兔號(hào)”月球車在月面開(kāi)展了人類首次聯(lián)合探測(cè)。一批中國(guó)元素永遠(yuǎn)鐫刻在了月球上，嫦娥三號(hào)落月點(diǎn)被命名為“廣寒宮”，五星紅旗第一次在月球上熠熠生輝。

2019年1月3日，在遙遠(yuǎn)的月球背面，嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功著陸，“玉兔二號(hào)”月球車從著陸器上走下來(lái)，在月背留下了人類第一道車轍。

同年2月15日，國(guó)家航天局、中國(guó)科學(xué)院和國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)向全世界發(fā)布了嫦娥四號(hào)著陸區(qū)域月球地理實(shí)體命名：嫦娥四號(hào)著陸點(diǎn)命名為天河基地；著陸點(diǎn)周圍呈三角形排列的3個(gè)環(huán)形坑，分別命名為織女、河鼓和天津；著陸點(diǎn)所在馮g卡門坑內(nèi)的中央峰命名為泰山。至此，中國(guó)文化元素命名的月球地理實(shí)體達(dá)到27個(gè)，中國(guó)探月工程取得的成就令我國(guó)的國(guó)際影響力大幅躍升。

如今，“玉兔二號(hào)”累計(jì)在月工作700余個(gè)地球日，成為人類歷史上在月面工作時(shí)間最長(zhǎng)的月球車。與此同時(shí)，在地月拉格朗日L2點(diǎn)，“鵲橋”中繼衛(wèi)星工作正常，為嫦娥四號(hào)著陸器、巡視器與地面站提供測(cè)控與數(shù)據(jù)傳輸?！谤o橋”配置的荷蘭低頻射電探測(cè)儀，是目前距離地球最遠(yuǎn)、可長(zhǎng)期工作的空間射電天文臺(tái)。

“中國(guó)航天創(chuàng)建60多年來(lái)，過(guò)去一直是在跟跑、并跑，從嫦娥四號(hào)起實(shí)現(xiàn)了部分領(lǐng)跑?！敝袊?guó)探月工程現(xiàn)任總設(shè)計(jì)師吳偉仁說(shuō)，通過(guò)嫦娥四號(hào)，我國(guó)搭建起開(kāi)放共享的國(guó)際科技合作平臺(tái)，建立起了以我為主、多國(guó)參與、資源共享的高水平國(guó)際合作新機(jī)制和新模式，有力支持了國(guó)家的政治外交，就連美國(guó)也主動(dòng)提出與我國(guó)開(kāi)展探月合作的意愿。

2019年11月，英國(guó)皇家航空學(xué)會(huì)為嫦娥四號(hào)任務(wù)團(tuán)隊(duì)頒發(fā)2019年度唯一團(tuán)隊(duì)金獎(jiǎng)，這是該學(xué)會(huì)成立153年來(lái)首次向中國(guó)項(xiàng)目頒獎(jiǎng)。

2020年12月17日，嫦娥五號(hào)返回器帶著約2公斤月球樣品回到地球，歷時(shí)16年的中國(guó)探月圓滿完成了“繞、落、回”的最后一步，我國(guó)成為世界上第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月球采樣返回的國(guó)家，航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)樹(shù)立起新的里程碑。

未來(lái)，月球上將留下更多的中國(guó)元素。

所有技術(shù)和方案都是“中國(guó)牌”

在第一輪探月高潮中，美、蘇兩國(guó)建立了龐大的航天工業(yè)技術(shù)體系，帶動(dòng)了電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、宇航推進(jìn)等技術(shù)的快速發(fā)展。其中美國(guó)阿波羅計(jì)劃帶動(dòng)了系統(tǒng)工程科學(xué)的建立和發(fā)展，成為系統(tǒng)工程管理的典范，產(chǎn)生的3000多項(xiàng)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為民用并形成產(chǎn)業(yè)化，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

同樣，中國(guó)探月工程極大地激發(fā)了我國(guó)科技創(chuàng)新的活力。全國(guó)航天、電子、核等工業(yè)和科研領(lǐng)域2000多家單位、約10萬(wàn)名科技工作者參與研制，帶動(dòng)了遠(yuǎn)程通信、高精度控制、高效特殊能源、特殊材料以及人工智能等高新技術(shù)的跨越發(fā)展，極大地拉動(dòng)了基礎(chǔ)工業(yè)和高端技術(shù)等方面的技術(shù)突破與進(jìn)步，提高了我國(guó)的技術(shù)能力與水平。這些新突破又將推動(dòng)一大批基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。

“我國(guó)探月工程走一步，跨一步，每一次任務(wù)都是有效銜接的，每一次任務(wù)都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平?？梢哉f(shuō)，起步晚但起點(diǎn)高，經(jīng)費(fèi)投入少但科技產(chǎn)出多?！比嗣窨茖W(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士、嫦娥系列探測(cè)器總指揮/總設(shè)計(jì)師顧問(wèn)葉培建說(shuō)。

16年探月路，我國(guó)掌握了月球探測(cè)器設(shè)計(jì)、研制、試驗(yàn)驗(yàn)證等技術(shù)，建立起世界領(lǐng)先的地月間通信通道，構(gòu)建了天地協(xié)同的月面遙操作、仿真和科學(xué)數(shù)據(jù)處理中心。中國(guó)探月自嫦娥三號(hào)起采用的全自助蔽障的軟著陸技術(shù)，結(jié)束了國(guó)際上盲降月球的歷史；自嫦娥四號(hào)起采用的國(guó)產(chǎn)空間同位素?zé)?電源，使我國(guó)成為第三個(gè)掌握同位素?zé)?電源空間應(yīng)用的國(guó)家。

此外，在探月工程的牽引下，中國(guó)研制建設(shè)了一系列大型、特種試驗(yàn)設(shè)施，其中月球著陸綜合試驗(yàn)場(chǎng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

“工程完全是自力更生、獨(dú)立自主完成的，所有技術(shù)和方案都是‘中國(guó)牌’；元器件、原材料國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95%以上。”提及探月成果，吳偉仁如數(shù)家珍。

除了空間技術(shù)外，中國(guó)探月工程還牽引了新一代運(yùn)載和無(wú)毒無(wú)污染發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展。嫦娥五號(hào)是長(zhǎng)征五號(hào)火箭的首個(gè)明確應(yīng)用對(duì)象。“在一定程度上來(lái)說(shuō)，嫦娥五號(hào)牽引了長(zhǎng)征五號(hào)的一些研制工作?！遍L(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭總體副主任設(shè)計(jì)師李平岐介紹。在嫦娥五號(hào)的推動(dòng)下，坐落于海南文昌的航天發(fā)射場(chǎng)落成。

▲ 嫦娥二號(hào)衛(wèi)星與7 米分辨率全月圖

也是在探月工程的牽引下，我國(guó)在最西邊的新疆喀什、東北地區(qū)的黑龍江佳木斯、南美洲的阿根廷各建了一個(gè)深空站，組建形成了全球布局合理、全天候全天時(shí)、與美歐并列的深空測(cè)控網(wǎng)。這是一個(gè)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性的工作，對(duì)我國(guó)未來(lái)的深空探測(cè)影響深遠(yuǎn)。

“通過(guò)探月培養(yǎng)一支出色的隊(duì)伍，這是中國(guó)航天事業(yè)未來(lái)的希望之所在?！苯衲?1歲高齡的孫家棟對(duì)此特別欣慰。

經(jīng)過(guò)10多年的工程實(shí)施，一批年輕、優(yōu)秀的高層次人才在多層級(jí)的總指揮、總設(shè)計(jì)師崗位上得到歷練，逐漸成長(zhǎng)形成開(kāi)拓創(chuàng)新、具有世界眼光、善打硬仗的領(lǐng)軍人才；一批具有專業(yè)能力、獻(xiàn)身精神的30～40歲科技人才、技能人才和管理人才脫穎而出，成為各自領(lǐng)域的核心骨干和中堅(jiān)力量；涌現(xiàn)出一批杰出科學(xué)家和大國(guó)工匠，令國(guó)外同行深感羨慕。

不僅如此，在探月過(guò)程的實(shí)施過(guò)程中，追逐夢(mèng)想、勇于探索、協(xié)同攻堅(jiān)、合作共贏的探月精神孕育產(chǎn)生，成為中華民族重要的文化財(cái)富。

中國(guó)科學(xué)家有了第一手?jǐn)?shù)據(jù)

“嫦娥二號(hào)獲取的最高分辨率7米全月圖已保持8年世界領(lǐng)先?！眳莻ト式榻B，中國(guó)探月獲得了大量原始科學(xué)數(shù)據(jù)，“徹底改變了過(guò)去我國(guó)科學(xué)家只能依賴別國(guó)二手、三手?jǐn)?shù)據(jù)開(kāi)展研究的局面”，帶動(dòng)了空間物理、空間天文、行星科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，使我國(guó)月球科學(xué)研究邁入世界前列。

16年探月路上，中國(guó)通過(guò)獲取的高分辨率全月影像圖和月面月背地質(zhì)剖面圖等大量一手?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)月球地質(zhì)、環(huán)境、形貌有了更加全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)的月球探測(cè)工程、月球科研站選址與建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)；獲取了全月球的主要元素與放射性元素、主要礦物和各種巖石類型分布圖，其中在全世界第一次探測(cè)出氦-3資源的分布與資源量，數(shù)據(jù)至今仍被國(guó)際同行廣泛采用。

如今已成為繞太陽(yáng)飛行人造小天體的嫦娥二號(hào)，曾飛抵日-地L2點(diǎn)，監(jiān)測(cè)到大量太陽(yáng)活動(dòng)的科學(xué)數(shù)據(jù)。嫦娥二號(hào)曾與圖塔蒂斯小行星由遠(yuǎn)及近擦身而過(guò)，代表人類首次獲取圖塔蒂斯的形貌、大小、表面特征與運(yùn)行軌道等參數(shù)與圖像。

嫦娥三號(hào)在國(guó)際上首次揭示了月球雨海區(qū)的火山演化歷史，發(fā)現(xiàn)一種全新的月球玄武巖。同時(shí)，研究人員在月球淺表層地質(zhì)結(jié)構(gòu)、月基天文觀測(cè)以及地球等離子體觀測(cè)等方面取得了一系列創(chuàng)新性科學(xué)研究成果，引起國(guó)際高度關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)科學(xué)家依據(jù)嫦娥三號(hào)的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)研究，在SCI、EI類國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表文章百余篇，重要成果相繼發(fā)表在《科學(xué)》《自然》和《美國(guó)科學(xué)院院刊》等國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物上，有的還成為其封面文章。

背向人間，沒(méi)有人類活動(dòng)的干擾，月背一片寧?kù)o。嫦娥四號(hào)探測(cè)器與“鵲橋”中繼星上荷蘭研制的低頻射電載荷，一同監(jiān)聽(tīng)著來(lái)自宇宙深處的微弱電磁“聲音”，這些數(shù)據(jù)將為研究恒星起源和星云演化提供重要資料?！坝裢枚?hào)”更是在月背撞擊坑中發(fā)現(xiàn)了不明膠狀物質(zhì)，著陸器獲得了月表高能粒子輻射環(huán)境譜等，促進(jìn)了人類對(duì)月表輻射風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知，為未來(lái)載人登月提供了重要參考。

▲ 月球著陸綜合試驗(yàn)場(chǎng)

據(jù)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)公布的消息，月球探測(cè)工程地面應(yīng)用系統(tǒng)已公開(kāi)發(fā)布嫦娥四號(hào)1～12月晝的科學(xué)數(shù)據(jù)，總數(shù)量為45.48GB，共計(jì)17409個(gè)數(shù)據(jù)文件。

“探月工程的實(shí)施，是黨中央做出的重大戰(zhàn)略性部署。這項(xiàng)復(fù)雜的大系統(tǒng)工程，技術(shù)挑戰(zhàn)多、實(shí)施難度大、任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)高，得到了政府政策和財(cái)政的有力保障，以及社會(huì)的廣泛支持，體現(xiàn)了新型舉國(guó)體制的制度優(yōu)勢(shì)?！痹谔皆氯诠こ掏昝朗展僦H，吳偉仁道出了自己的深刻體會(huì)。他還透露，下一步，中國(guó)探月目標(biāo)將轉(zhuǎn)向月球南極，利用月球的位置資源優(yōu)勢(shì)構(gòu)建月球科研開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施。

據(jù)了解，國(guó)家航天局已對(duì)后續(xù)月球探測(cè)進(jìn)行論證，規(guī)劃了嫦娥七號(hào)和嫦娥八號(hào)任務(wù)，未來(lái)10年，月球南極將出現(xiàn)中國(guó)無(wú)人月球科研站基本型。不僅如此，中國(guó)專家還正在進(jìn)行載人登月關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和方案深化論證，專家論證2030年前后中國(guó)人有能力實(shí)現(xiàn)載人登月。