探月工程 工程介绍 探月发展 航天器对月球探测的工程

工程介绍

获取影像

获取月球表面三维立体影像，从而划分月球表面的基本地貌和构造单元，初步编制月球地质与构造纲要图，为后续优选软着陆区提供参考依据。世界上还没有覆盖整个月面的影像；中国如能获取全月面三维影像，对于更好地了解月球的地质构造和演化历史有着重要的意义。中国将争取比国外已有的此类图像做得更完整、更精细。

探月工程

编制图象

分析月面有用元素含量和物质类型的分布特点，即对月面有用元素进行探测，初步编制各元素的月面分布图。美国已做了5种有用元素的全球性分布与含量，嫦娥1号将探测月面钛和铁等14种可能有开发利用前景的重要元素的分布特点和规律。

月壤特性

中国将首次开展月面的微波辐射探测，获取月壤厚度的全月分布特征，研究月表年龄及演化，估算月壤中氦3的分布和资源量。月球上已知矿物有100多种，其中5种是地球上所没有的。尤其是氦3。它是一种安全、高效、清洁的新型核聚变燃料，可改变人类社会的能源结构，但在地球上十分罕见。每100吨氦3原料足可以解决全球一年的电力供应，而月球上的氦3储量据估算有500万吨，可满足人类1万年以上的供电需求。每克黄金价值11美元，而每克氦3是400美元。月球潜在矿产资源和能源的开发利用前景，已成为各主要航天国家组织重返月球和开展月球探测的最主要动力。

探测环境

探测地月空间环境，将记录原始太阳风数据，研究太阳活动对地月空间环境的影响。

上述前三项工作国外还未曾进行过，第四项为中国首次在地球静止轨道以外获取空间环境数据。

探月发展

探月工程

1947年3月12日，美国提出“杜鲁门主义”，是美国方面对苏联控制地区与苏俄扩张的一个公开威胁，是美苏之间“冷战”正式开始的重要标志。

1959年1月2日，人类有史以来第一颗成功地探测到地外星体的探测器，进入日心轨道的第一颗人造行星。

苏联发射了“月球1号”探测器，这个带有探测月球的仪器，是计划飞抵月球的。在苏联“月球2号”成功之后2年7个月，美国的探测器“徘徊者”4号飞抵月球背面。到了1965年，飞往月球的“天路”基本探查清楚了。下一步的任务主要是探测能不能在月面降落的问题。

1959年3月4日，在离月球表面3万余千米的上空近距离飞行，收集并传回科学数据，最后进入日心轨道，成为第二颗人造行星。

1961年8月13日，柏林墙开始建造，其正式名称为反法丁斯防卫墙，是二战以后德国分裂的冷战的重要标志性建筑。

1962年8月31日，美国从侦察机拍照的空中照片上看到了古巴开始安装苏联的防空导弹，由此引发古巴导弹危机。这个事件是冷战的顶峰和转折点。

1964年7月28日，首次成功传送回月球表面的近距离电视视频与图像4308张。

1965年2月17日，成功传送回月球表面，近距离电视视频与图像7137张。

1966年1月31日，成功软着陆在风暴洋中，着陆后15分钟便拍下第一张照片。这是在月球表面首次人类可以随的速度进行的软着陆。

在这期间，发展了月球硬着陆、软着陆和绕月飞行打底，并于1969年最终实现了人类登上月球的夙愿。

1966年3月31日，月球10号的任务不是直接在月球上软着陆，而是把一个人造月球卫星送入环月飞行的月球轨道。月球10号在近月点为350千米、远月点约1000千米的椭圆轨道上围绕月球飞行了460圈。

1966年5月30日，在月球上着陆并发回了首批144张照片，发现了一片点缀着无数个月坑并散布着大大小小、形状各异的岩石。它没有发现很深的软土层，显示月球表面是平坦的，而且强度足够支撑一个载人登陆飞船。

阿波罗8号发射于1968年12月21日。这是世界上第一艘绕月飞行的载人飞船。飞船在太空中航行了三天才到达月球，并围绕月球轨道飞行了20小时。在平安夜时三位宇航员在月球轨道中向地球作了电视直播。这是历史上观众最多的电视直播之一。

阿波罗8号第一次人类完整地拍摄了整颗地球。阿波罗8号也拍摄到历史上第一张“地出”照片。

1969年5月18日，阿波罗10号是阿波罗计划中第一次载人飞行任务。本次任务是第二次环绕月球的载人任务，首次将登月舱带入月球轨道进行测试。阿波罗10号在1969年5月26日从月球返回地球途中创造了载人航天器的飞行速度记录。阿波罗10号也是人类航天史上第一个从太空发回彩色现场录像的任务的航天器。

1969年7月16日，7月20日晚，阿波罗11号登月舱的4条着陆支架终于安全落在被称为“静海”的月球上。美国宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下人类的第一个足印。在7月21日，降落六个半小时后，阿姆斯特朗扶着登月舱的阶梯踏上了月球，说道：“这是我个人的一小步，但却是全人类的一大步。”

第一个探测器

月球1号

月球1号（俄语：Луних-1）是苏联、也是人类发射成功的第一个星际探测器。它是一系列以“月球号”命名的探测器中的第一个成员。

在月球1号发射之前，苏联航天机构已经对向月球派遣使者做了三次尝试。在第一颗人造卫星发射成功不到一年之后就进而做这种难度更高的航天活动，这一方面是因为赫鲁晓夫基于与美国打宣传战的目的而鼓励这种太空竞赛，一方面也是由于苏联太空计划的总负责人科罗廖夫对自己开发的火箭的能力具有充分的信心。

发射月球1号所使用的火箭被称为月球号火箭。这实际上是卫星号火箭的一种改进型。

1959年1月2日，月球1号在苏联的拜科努尔发射场顺利升空，随即离开地球轨道。这使它成为人类发射成功的第一个摆脱地球引力场的航天器。1959年1月4日，月球1号从5995千米外掠过月球。

月球1号的最终命运是成为了第一个人造行星，它将永远地围绕太阳公转，周期为450天。

月球2号

月球2号（俄语：Луних‎-2）是苏联于1959年9月12日发射的无人月球探测器。它是世界上第一个在月球表面硬着陆的航天器。1959年9月14日，月球2号击中月球。

月球2号的探测结果表明，月球没有磁场，且月球周围没有像范艾伦带一样的辐射带。在月球2号上携带了两枚刻有苏联国徽的装饰物。1959年9月15日，苏联领导人赫鲁晓夫把一枚这种装饰物的复制品送给了美国总统艾森豪威尔。

月球3号

月球3号（俄语：Луних‎-3）是苏联于1959年10月4日发射的无人月球探测器。它是世界上第一个拍得月球背面照片的航天器。1959年10月7日，月球3号在飞过月球背面时发回了29祯图像，覆盖了月球背面70%的面积。

在获得这些图像之后，苏联天文学家对月球背面的地貌进行了命名。月球3号后来成为一颗地球卫星。

月球9号

月球9号是第一个在月球软着陆的探测器，在1966年1月31日由苏联发射。它经过79小时的长途飞行之后，于2月3日在月球的风暴洋附近着陆，用摄像机拍摄了月面照片。月球9号探测器重1583千克，在到达距月面75千米时，重100千克的着陆舱与探测器本体分离，靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功。

探测的方式

①在月球近旁飞过或在其表面硬着陆，利用这较短时间探测月球周围环境和拍摄月球照片。苏联月球3号探测器就是以近旁飞行发回首批月球背面照片；美国徘徊者7、8、9号探测器就是击中月球表面前发回一批照片。

②以月球卫星的方式取得信息，这种方式能有较长的探测时间。

③载人航天器、不载人航天器或探测器，在月球表面软着陆（通过减速使航天器在接触月球或其他星球表面瞬时的垂直速度降低到最小值，以实现安全着陆的技术），登月载人航天器（见阿波罗工程）可大量收集月球土壤、岩石样品，拍摄大量照片，安装各种测量仪器，获取丰富和详细的月球资料；不载人航天器或探测器，在月球软着陆后，拍摄高分辨率的月球表面照片传回地面，或者将仪器测量的数据传回地面，甚至像月球16、20、24号探测器那样在月球软着陆并取回月球表面样品。由于30多年来对月球的各种探测，极大地充实了人们对月球的认识。

中国探月

探月工程

阶段计划

经过10年的酝酿，最终确定中国的探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。

第一期绕月工程将在2007年发射探月卫星“嫦娥一号”，对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。

第二期工程时间定为2007年至2010年，目标是研制和发射航天器，以软着陆的方式降落在月球上进行探测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分，测定着陆点的热流和周围环境，进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析，为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。

第三期工程时间定在2011至2020年，目标是月面巡视勘察与采样返回。其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车，对着陆区进行巡视勘察。后期即2015年以后，研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等，采集关键性样品返回地球，对着陆区进行考察，为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料。此段工程的结束将使我国航天技术迈上一个新的台阶。

工程目标

中国探月卫星工程还有五大工程目标：一是研制和发射中国第一颗探月卫星；二是初步掌握绕月探测基本技术；三是首次开展月球科学探测；四是初步构建月球探测航天工程系统；五是为月球探测后续工程积累经验。为此要突破月球探测卫星的关键技术；初步建立中国的深空探测工程大系统；验证有效载荷和数据解译等各项关键技术；初步建立中国深空探测技术研制体系；培养相应的人才队伍。

嫦娥系列卫星

探月工程

嫦娥一号

“嫦娥一号”（Chang'E1）是中国自主研制并发射的首个月球探测器。中国月球探测工程嫦娥一号月球探测卫星由中国空间技术研究院研制，以中国古代神话人物“嫦娥”命名，嫦娥奔月是一个在中国流传的古老的神话故事。嫦娥一号主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。整个“奔月”过程大概需要8～9天。嫦娥一号将运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上。嫦娥一号工作寿命1年，计划绕月飞行一年。执行任务后将不再返回地球。嫦娥一号发射成功，中国成为世界第五个发射月球探测器的国家地区

嫦娥一号是中国的首颗绕月人造卫星，由中国空间技术研究院承担研制。嫦娥一号平台以中国已成熟的东方红三号卫星平台为基础进行研制，并充分继承“中国资源二号卫星”、“中巴地球资源卫星”等卫星的现有成熟技术和产品，进行适应性改造。卫星平台利用东方红三号卫星平台技术研制，对结构、推进、电源、测控和数传等8个分系统进行了适应性修改。嫦娥一号星体为一个2米×1.72米×2.2米的长方体，两侧各有一个太阳能电池帆板，完全展开后最大跨度达18.1米，重2350千克。有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器。嫦娥一号月球探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成。嫦娥一号卫星平台由结构分系统、热控分系统、制导，导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控数传分系统、定向天线分系统和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作，保证月球探测任务的顺利完成。星上的有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验，其它分系统则为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保证服务。

根据中国月球探测工程的四项科学任务，在嫦娥一号上搭载了8种24台件科学探测仪器，重130千克，即微波探测仪系统、γ射线谱仪、X射线谱仪、激光高度计、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器、CCD立体相机、干涉成像光谱仪。

在初样研制阶段，有电性星和结构星这两颗初样卫星承担卫星测试工作。电性星的试验主要是用于一些带有电子性能的设备的综合测试，结构星的试验主要是要考核结构设计的合理性，和整星上温度控制设计的合理性。两颗初样星进行整星测试。整个初样测试阶段持续到2007年6月，随后进入卫星正样星的研制阶段，进行“嫦娥一号”正样卫星的研制。

为了保证完成月球探测工程任务，对承担卫星发射任务的长征三号甲火箭进行了41项可靠性的设计工作，以提高其运载可靠性。“嫦娥一号”月球探测卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上执行科学探测任务。

北京时间2007年10月24日18时05分（UTC+8时）左右，嫦娥一号探测器从西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭成功发射。卫星发射后，将用8天至9天时间完成调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段飞行。经过8次变轨后，于11月7日正式进入工作轨道。11月18日卫星转为对月定向姿态，11月20日开始传回探测数据。

2007年11月26日，中国国家航天局正式公布嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像。

2007年12月12日上午10时，庆祝我国首次月球探测工程圆满成功大会在北京人民大会堂举行。

2009年3月1日16时13分，嫦娥一号卫星在控制下成功撞击月球。为我国月球探测的一期工程画上了圆满句号。

嫦娥一号卫星总设计师和总指挥叶培建2008年2月21号透露，嫦娥二号卫星将于2010年前后发射。

探月工程

嫦娥二号

于2010年10月1日18时59分57秒发射。这是嫦娥一号卫星的姐妹星，由长征三号丙火箭发射。由于嫦娥二号的主要任务是要获得更清晰更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据，因此卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将更高，达到十米左右，其它探测设备也将有所改进，所探测到的有关月球的数据将更加翔实。

嫦娥一号卫星总设计师和总指挥叶培建：（嫦娥）二号星的飞行程序和（嫦娥）一号相似，关键是它的工作轨道是200公里，我们准备把它降到100公里，应该在2010年前后发射嫦娥二号。

叶培建介绍，嫦娥工程分为三步，在实现卫星绕月之后，将是发射着陆器到月球上。关键技术的攻关工作已经开始，将在两年内获得突破。全国人大代表、国防科工委月球探测工程中心主任胡浩表示，嫦娥一号当初还有一颗备份星，目前正在对这颗备份星进行改进，改造完成后将作为嫦娥二号进行发射，发射方式与嫦娥一号相同。

胡浩表示，嫦娥二号暂时还没有发射的具体时间表。“要等攻关结束，问题都解决了，最后的设备系统测试、验证完成后，才考虑发射的问题。”胡浩分析说，我们关注过程，但群众关心发射的结果，大家的关注点并不一样。他透露，嫦娥二号目前正在论证，方案还未拿出，会借鉴嫦娥一号的管理、技术和对空间环境了解的经验，但在技术方面将有所提高。同时，胡浩表示，嫦娥二号的技术状态不想大动，否则容易带来风险，花钱也多。

嫦娥三号

探月工程二期启动将发射嫦娥三号、四号。

1月12日下午15时，国家国防科技工业局举行绕月探测工程全月球影像图发布暨科学数据交接仪式。工业和信息化部副部长兼国家国防科技工业局局长陈求发透露，“嫦娥二号”计划于2010年底前完成发射。陈求发指出，“嫦娥一号”卫星已在轨运行一周年，完成了工程各项目标和科学探测任务，这标志着中国探月工程一期取得圆满成功！工程的圆满成功，实现了领导小组提出的“出成果，出经验，出模式，出人才”的目标。陈求发说，国务院正式批准探月工程二期立项。二期工程主要是研制并发射“嫦娥三号”和“嫦娥四号”月球探测器，要实现月球软着陆，技术跨越大，工程风险大。为确保二期工程成功，我们对一期工程的备份星进行技术改进，作为二期工程的先导星，命名为“嫦娥二号”，主要是先期试验验证部分新技术和新设备，降低工程风险，深化月球科学探测。

嫦娥三号将实现月球软着陆和巡视探测任务并将选用长征三号乙运载火箭发射。在科学技术方面，二期工程将实现四个第一，要研制并发射我国第一个地外天体着陆探测器和巡视探测器，第一次利用“长征三号乙”运载火箭发射地月转移轨道航天器，第一次建立和使用深空测控网进行测控通信，第一次实现月球软着陆、月面巡视、月夜生存等重大突破，开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分、月球内部结构、地月空间与月表环境等探测活动，建成基本配套的月球探测工程系统。嫦娥三号已经于2013年12月2日凌晨搭长征三号乙运载火箭顺利升空。

嫦娥四号

嫦娥四号卫星简称嫦娥四号，专家称“四号星”，是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造绕月探月卫星，主要任务是接着嫦娥三号着陆月球表面、继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。嫦娥四号计划在2018年6月份左右发射中继星，在2018年年底发射着陆器和巡视器，将于2018年实现人类首次月球背面软着陆。将首次实现对地对月中继通信。

三大科学研究：①对月球背面的环境进行研究；②对月球背面的表面、浅深层、深层进行研究；③最大的特色是在月球背面不受太阳的影响，可以在月球背面和中继星上分别装上低频射电探测仪，那是低频射电探测的绝佳场所，这样的频段选择也是世界首次。

嫦娥五号

2020年7月，中国将实施的嫦娥五号任务，则是围绕月球采样返回的主要目标打造的无人探测任务。

据国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠此前透露，嫦娥五号探测器的着陆地点为月球正面西北部的吕姆克山脉。

2020年11月17日，长征五号遥五运载火箭和嫦娥五号探测器在中国文昌航天发射场完成技术区总装测试工作后，垂直转运至发射区。探月工程嫦娥五号任务是中国探月工程第六次任务，计划实现月面自动采样返回，助力深化月球成因和演化历史等科学研究。

2020年11月24日4时30分，中国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，火箭飞行约2200秒后，顺利将探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之旅。

2020年12月1日，嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆。

2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。

2021年2月22日上午，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在北京人民大会堂会见探月工程嫦娥五号任务参研参试人员代表并参观月球样品和探月工程成果展览，充分肯定探月工程特别是嫦娥五号任务取得的成就。他强调，要弘扬探月精神，发挥新型举国体制优势，勇攀科技高峰，服务国家发展大局，一步一个脚印开启星际探测新征程，不断推进中国航天事业创新发展，为人类和平利用太空作出新的更大贡献。

中共中央政治局常委李克强、栗战书、汪洋、王沪宁、赵乐际、韩正出席活动。

实施探月工程是党中央把握我国经济科技发展大势作出的重大战略决策，工程自立项以来圆满完成六次探测任务。嫦娥五号任务作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，于2020年12月17日首次实现我国地外天体采样返回，为未来我国开展月球和行星探测奠定了坚实基础。