張巧玲

2020年11月24日對中國人來說注定是一個不眠之夜。

夜里4點半，隨著文昌航天指揮中心指揮員“點火”的號令發(fā)出，長征五號被點燃，她載著中國月球探測器嫦娥五號順利升空，奔赴月球。海南文昌發(fā)射場一片沸騰，全中國一片沸騰，世界一片嘩然……

一時間，嫦娥五號的各種訊息刷爆了朋友圈，占滿了各大媒體的頭版頭條。作為中國無人月球探測最關鍵的一步，嫦娥五號將實施月面采樣返回任務，大約20多天后，它將帶著來自月球的“禮物”返回地球。

自此，月球上再添一枚“中國印”……

六戰(zhàn)六捷的“中國速度”

滿頭銀發(fā)，手握一枚畫有藍色小航天員卡通畫的藍色小旗幟，滿臉微笑地走在海南文昌的發(fā)射場上，宛如一位可愛、悠閑的“老頑童”，旗幟上“我們的太空”的字樣格外地顯眼……

他就是中國探月工程的發(fā)起人之一、中國探月工程首任首席科學家、已經(jīng)85歲高齡的歐陽自遠院士。

中國探月工程自2004年正式實施以來，不斷探索，歷經(jīng)十六載，成功完成嫦娥一號、二號、三號、四號任務以及嫦娥五號高速再入返回飛行試驗和嫦娥五號正式登月采樣返回，實現(xiàn)了“六戰(zhàn)六捷”的輝煌戰(zhàn)績。不過并不是每一次發(fā)射任務他都會到現(xiàn)場。

“嫦娥五號是我們國家月球探測整個發(fā)展規(guī)劃中，無人月球探測的收官之作。”面對媒體的鏡頭，歐陽自遠一臉欣慰。

2004年1月，我國繞月探測工程立項，取名“嫦娥工程”，并列入國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃重大專項，自此正式開啟中國探月之旅。

按照規(guī)劃，中國的探月工程分為“探”“登”“駐”3個階段，其中“探”，即無人月球探測，這一階段又分為繞、落、回三步，包括探月一、二、三期。2007年10月24日，探月一期工程嫦娥一號衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，中國首次實現(xiàn)了月球環(huán)繞探測，樹立了中國航天的第三個里程碑。在軌運行1年零4個月后，完成全部科學探測任務…… 2009年3月1日，嫦娥一號在完成使命之后成功實現(xiàn)受控撞月，撞擊在月球東經(jīng)52.36度、南緯1.50度的豐富海預定撞擊點，同時獲取了1469千米撞擊路徑的高分辨月面影像與立體圖像，完美結束其“英雄”之旅。

2010年10月1日，嫦娥一號的備份星——嫦娥二號在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。歷時半年，嫦娥二號于2011年4月開始飛離月球，奔赴遙遠的深空。在77天路途中，嫦娥二號進入日—地引力動態(tài)平衡點——拉格朗日L2點環(huán)繞軌道，觀測太陽活動235天，獲得太陽爆發(fā)與活動的系統(tǒng)科學觀測數(shù)據(jù)。隨后，嫦娥二號完成與4179號小行星（Toutatis）交會并捕獲小行星影像等拓展任務。

探月二期包含嫦娥三號和嫦娥四號任務。其中，嫦娥三號探測器于2013年12月發(fā)射，成功著陸在月球虹灣區(qū)，順利開展了“測月、觀地、巡天”的探測活動，成功了實現(xiàn)了探月二期落月的任務目標。2014年10月，再入返回飛行試驗嫦娥四號任務于2018年12月成功發(fā)射，在人類歷史上首次實現(xiàn)了在月球背面軟著陸，在月球背面的南極艾特肯撞擊坑盆地開展科學探測的任務。不僅如此，嫦娥四號的中繼星“鵲橋”更是開啟了月球背面與地球中繼通信的先河。

除此之外，2014年10月，嫦娥五號高速再入返回飛行試驗器“舞娣”，成功繞月并返回地球，為2020年11月奔赴月球的嫦娥五號成功探路。

“三步走”收官在即

2011年，就在中國還在實施嫦娥二號任務時，嫦娥五號任務也獲得國家立項批復。這給忙碌在探月戰(zhàn)線上的科研人員極大的鼓舞，中國探月“三步走”終能按照規(guī)劃進展順利，而嫦娥五號任務也被譽為探月“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的收官之作。

但我們不得不承認，嫦娥五號任務是我國已經(jīng)開展的所有探月任務中最復雜、研制難度最大的任務之一，嫦娥五號探測器包含上升器、著陸器、軌道器和返回器四部分。

根據(jù)規(guī)劃，嫦娥五號任務有三項工程目標，包括：突破一系列關鍵技術，提升我國航天技術水平；實現(xiàn)首次地外天體自動采樣返回，推進我國科學技術重大跨越；完善探月工程體系，為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質(zhì)基礎。

其主要科學目標和科學探測任務包括兩項：著陸區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查和分析、月球樣品的分析研究。前者開展著陸點區(qū)域形貌探測和地質(zhì)背景勘察，獲取與月球樣品相關的現(xiàn)場分析數(shù)據(jù)，建立現(xiàn)場探測數(shù)據(jù)與實驗室分析數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系；后者對月球樣品進行系統(tǒng)、長期的實驗室研究，分析月壤的結構、物理特性、物質(zhì)組成，深化月球成因和演化歷史的研究。

為了實現(xiàn)科學目標，嫦娥五號搭載了降落相機、全景相機、月球礦物光譜分析儀和月壤結構探測儀4臺科學探測載荷。

不過，我們更關心的是，嫦娥五號要執(zhí)行月球采樣返回任務，即用返回艙把月球上的樣品帶回地球，由科學家在實驗室里進行細致研究。

2011年，嫦娥五號立項后，位于中國科學院國家天文臺內(nèi)的探月工程地面應用系統(tǒng)又多了一項重要的任務，即建設我國首個“月球樣品實驗室”，用于開展月球樣品的長期存儲和實驗室分析與研究工作。

隨著工程任務的順利推進，“月球樣品實驗室”已經(jīng)建成，為避免月球樣品受到地球大氣、水等環(huán)境污染我們做好了準備，已具備“地外樣品”存儲、處理和分析的能力。

如今，只等嫦娥五號載著月球“禮物”順利歸來……

不容錯過的新一輪探月競賽

2019年7月，世界各國為了紀念人類首次登陸月球50周年，開展了各種紀念活動。作為首輪月球探測競賽的佼佼者，阿波羅受此殊榮當之無愧。

1958年，蘇聯(lián)發(fā)射首個月球探測器拉開了人類月球探測的序幕。自此至1976年的18年里，美、蘇在冷戰(zhàn)的背景下掀起了人類第一輪月球探測高潮，一共發(fā)射了108顆月球探測器。其中，美國的阿波羅載人登月計劃取得了6次載人登月、12名美國宇航員登陸月球，并采集回381.7千克月壤和巖石樣品的佳績。

冷戰(zhàn)結束后，全球的月球探測進入了平靜期，在長達18年的時間里，世界上沒有進行過任何成功的月球探測活動。1989年歷史出現(xiàn)轉折。當年7月20日，在人類首次登月20周年的紀念大會上，美國總統(tǒng)布什號召美國在月球上建立長期駐留的永久基地，以此作為向火星進發(fā)的出發(fā)點，最終實現(xiàn)登陸火星的宏大計劃。隨后，美國、歐洲空間局、日本等隨即開始啟動了“重返月球”計劃的研究與制定工作。人類的第二輪月球探測熱潮掀起。

1990年，日本向月球發(fā)射了“飛天號”探測器，用于探測地月空間環(huán)境，并從該探測器上釋放了“羽衣號”月球軌道器進行環(huán)月觀測。遺憾的是，“羽衣號”月球軌道器并未取得實質(zhì)性的成果。

1994年和1998年，美國成功發(fā)射了“克萊門汀”和“月球勘探者”號月球探測器，對月球形貌、資源、水冰等進行了探測，奏響了人類重返月球、建立月球基地的序曲。1995年，美國推出了面向21世紀的全新而完整的探月規(guī)劃。

此外，在20世紀末與21世紀初，歐空局、俄羅斯、日本、德國、英國、法國、烏克蘭、奧地利、巴西、印度、韓國和以色列等國也都提出各自的月球探測計劃。第二次月球探測高潮，已經(jīng)發(fā)射了19個月球探測器。隨著嫦娥工程的立項和實施，中國也成功加入第二輪探月熱潮中，并成功實施4次月球探測，在第二輪探月中處于領先地位。

作為地球唯一的天然衛(wèi)星，月球擁有的豐富資源、重要的戰(zhàn)略地位已被世界各國垂涎，進入21世紀，世界各國更是將月球作為太空競賽必爭之地，掀起了全新的更加深入的探月競賽熱潮。2018年9月，美國國家航天局NASA發(fā)布《國家太空探索計劃》，在2019年至2024年美國未來深空發(fā)射的11次任務清單中，有8次任務與月球有關，特朗普上任后，還提出了月球軌道空間站計劃，美國一步步地在向人類宣告其重返月球的決心。2020年4月，NASA公開了《NASA月球持續(xù)探索和發(fā)展計劃》，系統(tǒng)描述了美國月球探索計劃和愿景。

在最新的探月熱潮中，世界各國都不會放松警惕，從2018年1月國際空間探索協(xié)調(diào)組織發(fā)布的第三版全球空間探索路線圖中可以看出，除美國外，俄羅斯、歐空局、日本等國家和組織，包括中國在內(nèi)，2025年都計劃實施月球探測任務。

不過，與前兩輪的探月競賽不同的是，在全新的探月熱潮中，世界各國把目標都聚焦在建立月球基地、開展長期月球探測上。如俄羅斯在《2016～2025聯(lián)邦航天計劃》中提出要開展一系列月球探測任務，包括Luna-25月球南極著陸任務、Luna-26繞月探測任務、Luna-27月球南極著陸巡視任務，在2019年2月公布的《月球綜合探索與開發(fā)計劃草案》中俄羅斯還提出了在2036年～2040年建設月球基地的目標。歐空局則在2016年發(fā)出了全球建設“月球村”的建議，并提出了2023年月球南極原位資源探測任務、月球通信星座規(guī)劃等。

在新時期的探月熱潮中，中國積極參與，按照規(guī)劃，穩(wěn)步實施?！傲鶓?zhàn)六捷”的探月經(jīng)歷讓我們突破了環(huán)月探測、月球軟著陸、月面再入返回、地月中繼通信等月球探測的基本技術能力，加上中國載人航天工程掌握的各項太空探測的關鍵技術。

這些都為我們積極迎戰(zhàn)新一輪的月球及深空探測競賽打下了堅實的技術基礎。此次嫦娥五號出征，必將為中國參與世界探月競賽寫上濃墨重彩的一筆。

書寫我們自己的月球故事

據(jù)國防科工局官網(wǎng)公布，嫦娥四號著陸器和“玉兔二號”月球車分別于9月24日7時30分、23日23時18分結束第22月晝工作，按地面指令完成月夜模式設置，進入月夜休眠。截至目前，嫦娥四號已在月球背面度過630個地球日，累計行駛547.17米。

不過，我們?yōu)橹@嘆的不僅如此，更令人感慨的是嫦娥四號任務在短期內(nèi)所獲取的各項科學成果。

2019年2月27日，嫦娥四號任務實施僅3個月，中科院國家天文臺研究員李春來帶領的科研團隊就利用嫦娥四號測月雷達獲取的科學探測數(shù)據(jù)，首次揭示了月球背面著陸區(qū)域地下40米深度內(nèi)的地質(zhì)分層結構，這一研究成果對于了解撞擊過程對月表的改造等具有重要意義。成果被國際科學期刊《科學·進展》發(fā)表。

3個月后的5月16日，國際科學期刊《自然》就在線發(fā)表了該研究團隊另一項有關嫦娥四號任務的重要科學研究成果，即利用嫦娥四號就位光譜探測數(shù)據(jù)，證明了月球背面南極—艾特肯盆地（SPA）存在以橄欖石和低鈣輝石為主的深部物質(zhì)，為解答長期困擾國內(nèi)外學者的有關月幔物質(zhì)組成的問題提供了直接證據(jù)，將為完善月球形成與演化模型提供支撐。據(jù)悉，嫦娥四號任務還入選《自然》雜志2019年年度重大科學新聞。

不僅如此，據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020年10月，嫦娥四號科學研究團隊已在《自然》、GRL、《天文研究與技術》等國內(nèi)外權威學術期刊上發(fā)表論文50多篇。短短兩年時間里，嫦娥四號科學研究團隊在月面巡視區(qū)形貌和礦物組分研究，月球背面巡視區(qū)月表淺層結構研究，月面中子及輻射劑量、中性原子研究，月基低頻射電天文觀測與研究方面都取得了重要科學研究成果。

中國探月工程的實施，一步一個腳印，“圓滿完成”了各項工程和科學任務，用實際行動踐行著“快出成果，多出成果，出好成果”的使命，為中國探月交出了近乎完美的答卷。

2015年4月，由中國科學院院士、中國探月工程首任首席科學家歐陽自遠、國家天文臺李春來研究員主編的“中國探月工程科學探測成果系列叢書”——《繞月探測工程科學目標專題研究》《繞月探測工程月球科學與探測技術研究》兩部研究論文專集“集結”出版。2016年6月30日，由中國科學院組建的嫦娥三號任務科學應用核心團隊公布了一系列有關嫦娥三號任務的創(chuàng)新性研究成果，其中SCI論文62篇，國際會議論文60多篇。2020年8月嫦娥四號的系列科學研究成果對外公布……

回首十余載中國探月歷程，最令中國科學家欣慰的是，他們終于實現(xiàn)了利用中國自己的科學探測數(shù)據(jù)開展月球科學研究，取得各種原創(chuàng)性科研成果。

如今，在國際頂尖的學術期刊上，正不斷發(fā)出中國探月人的聲音，中國科學家真正書寫自己的月球故事。

伸出合作的雙臂

2019年，當?shù)貢r間11月25日，英國皇家航空學會將其全球唯一的2019年度團隊金獎頒發(fā)給了嫦娥四號任務團隊。

中國探月工程總設計師吳偉仁認為：“獲得這個獎項，說明中國的探月工程以及整個航天事業(yè)發(fā)展逐步受到國際社會的認可?！?/p>

據(jù)悉，英國皇家航空學會設立年度獎項，旨在表彰世界范圍內(nèi)在航空航天領域取得杰出成就的團隊和個人。此次是英國皇家航空學會成立153年來首次給中國項目頒發(fā)獎項。

嫦娥四號團隊之所以獲此殊榮，還有一個重要原因是，它走出另一條“以我為主”的國際合作之路。嫦娥四號任務共搭載了三臺國際合作載荷，分別為著陸器上搭載的中子與輻射劑量探測儀，巡視器上搭載的中性原子探測儀，中繼星上搭載的低頻射電頻譜儀。

其中，中子與輻射劑量探測儀由德國基爾大學研制，中國科學院國家空間科學中心為中方研究負責人。中性原子探測儀由瑞典空間物理研究所合作研制，中國科學院國家空間科學中心為中方負責人；低頻射電頻譜儀由荷蘭內(nèi)梅亨大學研制，中國科學院國家天文臺為中方研究負責人。

三臺國際合作載荷所取得的科學數(shù)據(jù)和相關成果為合作雙方共有。2019年4月18日，國家航天局正式向瑞典交接了中性原子探測儀數(shù)據(jù)、向德國交接了中子及輻射劑量探測儀數(shù)據(jù)、向荷蘭交接了低頻射電頻譜儀數(shù)據(jù)。

嫦娥四號任務的國際合作大大提升了中國探月的國際影響力，其意義深遠。中國的科技發(fā)展從來不會關閉國門，中國航天領域的國際合作也由來已久，早在21世紀初，中國就與歐洲等合作實施了地球空間雙星探測計劃，2011年中俄又實施了聯(lián)合火星探測計劃——“螢火一號”任務等等，都是航天領域國際合作的先例。

在月球探測領域，開發(fā)利用月球資源、探測資源豐富的月球南極、建立月球的國際空間站已經(jīng)成為國際社會探月目標的共識。月球探測領域從不乏激烈的國際競爭，但未來月球探測技術難度大、風險高、投入大，這杯“佳釀”任何國家都難獨“飲”。唯有通過深入的國際合作，才能真正實現(xiàn)成果和利益的最大化，深空探測之路才能走得更加長遠。

以嫦娥四號任務為標志，我國月球及深空探測領域的國際合作工作已然開啟，國家航天局已就嫦娥六號及小行星探測任務國際合作機遇發(fā)布公告，將在嫦娥六號任務和小行星探測任務中提供搭載平臺和載荷資源的機會，向全球張開雙臂，進一步推動月球與深空探測領域基礎科學研究的國際交流與合作。

對月當空 未來可期

1978年5月，美國贈送給中國一塊僅有1克重的月巖樣品，這份真正來自月球的禮物被當時正在開展行星科學研究的歐陽自遠視若珍寶。歐陽自遠帶領的科研團隊最終利用其中的半克樣品開展了大量科學研究，發(fā)表了14篇相關研究論文。

而在此之前，他們研究月球科學只能通過月球隕石和國外的探月數(shù)據(jù)開展相關研究。對于中國行星科學家來說，做夢都想著有一天，我們能“踏上”月球，帶回真正屬于自己的月球樣品。

這一夢想也將隨著嫦娥五號任務的實施而開啟。嫦娥五號將著陸在月球風暴洋北部區(qū)域，采集月壤和月巖樣品返回地球，進而開展系統(tǒng)、長期的實驗室分析研究，對了解這一區(qū)域的月壤的結構、物理特性、物質(zhì)組成必將產(chǎn)生重要成果，對于深化月球成因和演化歷史的研究也將起到重要作用。

2019年1月14日，我國正式宣布了探月四期任務，并把嫦娥四號作為探月四期首次任務，后續(xù)還有三次任務。目前，嫦娥四號已于2018年12月成功發(fā)射，并于2019年初在月球背面著陸并開展工作。嫦娥六號、嫦娥七號乃至嫦娥八號計劃也已經(jīng)部署。

其中，嫦娥六號將在月球南極進行采樣返回，嫦娥七號極區(qū)綜合勘察、嫦娥八號月球科研站關鍵技術驗證等任務，終將形成長時段、復雜環(huán)境下的月球探測能力。

月球作為地球唯一的衛(wèi)星，人們青睞它不僅僅是因為它豐富的物質(zhì)資源，也是因為它獨一無二的地理資源。月球不但將成為人類進行空間探測和開發(fā)利用太空的首選，還將是人類邁向更遠深空的“跳板”或中轉站。例如，美國的LOP-G任務就被賦予了深空“接力站”的重要使命，NASA希望它成為人類重返月球和走向深空的跳板。

阿爾忒彌斯計劃也是美國NASA正在進行的一項太空探索計劃，目標是重返月球并且登陸火星。最近，美國NASA還公布“阿爾忒彌斯”登月計劃的最新安排：分三步走，將在2024年將宇航員送上月球。這一計劃已經(jīng)得到美國政府的肯定，而且這一計劃也得到歐洲等國的呼應。

除美國外，世界其他國家都發(fā)布了建立月球科研基地的發(fā)展規(guī)劃。專家認為，建立月球科研基地，通過月球科研基地，提供物資補給、推進劑補加、大型構件組裝建造、深空通信中繼等，能降低深空探測的風險和成本，也能支持常態(tài)化的深空探測。

面對新世紀激烈的月球深空探測競爭形勢，中國早就規(guī)劃了包括月球在內(nèi)的深空探測活動。在《2011中國的航天》白皮書中明確提出：“我國將開展深空探測活動，以火星探測為切入點，統(tǒng)籌開展太陽、小行星、金星、木星系統(tǒng)等的探測?！薄?016中國的航天》提及我國未來五年航天的主要任務時指出：“開展火星采樣返回、小行星探測、木星系及行星穿越探測等的方案深化論證和關鍵技術攻關，適時啟動工程實施，研究太陽系起源與演化、地外生命信息探尋等重大科學問題?！?/p>

2020年7月23日中國首次火星探測任務天問一號成功發(fā)射，目前已飛行超過2.56億千米。2021年2月，天問一號到達火星后，將開展火星環(huán)繞、著陸和巡視，對火星開展全球性、綜合性的環(huán)繞探測，在火星表面開展區(qū)域巡視探測。中國的小行星探測任務也正在開展詳細的論證工作。

中國的太空探索起步于月球，正向著太陽系的星辰大海挺近……