奔月记：“嫦娥一号”的四项任务

　　章轲

　　公元2007年10月，有着50多年历史的中国航天事业将翻开新的一页：长征3号甲运载火箭将择机载着我国首颗人造月球卫星——“嫦娥一号”探测器，划破云霄，飞入太空，奔向月球。

　　从“铁蛋蛋”到“嫦娥一号”

　　据国防科工委科技与质量司司长吴伟仁主编的《奔向月球》一书记载，1978年5月28日，中美建交前夕，美国派遣总统国家安全事务顾问布热津斯基访问中国，作为见面礼，布热津斯基带来了卡特总统向中国送上的一份珍贵礼物——从月球上带下来的一块质量仅1克的岩石。

　　中国科学家们如获至宝，欧阳自远等科学家对这1克月岩制订了详细的研究计划。在此后的两年里，中国科学家们以这个月岩为题发表了12篇论文，详细的分析结果受到了美国专家学者的确认和钦佩。

　　但此时的中国科学家们并不开心：什么时候我们能派出自己的使者到月球上看一看，走一走，开展自己的月球探测活动，掌握第一手的月球研究资料？

　　长期以来，我国空间科学研究都是用国外的二手资料，严重影响了我国空间科学的发展。

　　1990年，日本发射了一颗月球探测器。据《奔向月球》介绍，时任国家科委主任的宋健同志便给中国空间技术研究院打电话，关切地询问研究院是否可以组织一下探月的论证。不久，航空航天部也召开了探月专题讨论会，从技术上探讨探月的可行性。

　　此时，发射通信卫星的长征3号甲运载火箭正在研制中，设计人员便设想让首枚长征3号甲运载火箭发射一个有意义的金属物体到月球上，这个物体上面绘有中国国旗，并取名为“探月一号”。一旦它到达月面，就相当于在月球上贴了一个中国标签，并可以永远地将其“烙”在月球上。但这个设想后来没有实施。

　　1997年，发射神舟飞船的长征2号F运载火箭将进行一次发射试验，火箭研制人员再次提出，可否利用试飞的机会，往月球上发送一个具有简单功能的月球探测器。研制人员还设想，如果用记忆合金在月球上展开一幅大地图，那上面有大陆和台湾，谁要想把台湾从中国分裂出去，那月亮也不答应呀。但这个设想最终也没有付诸实施。

　　为什么接连两次提出的方案都没有得到批准？《奔向月球》解释说，答案很简单，除了远距离的测控能力不足等技术原因和经费问题外，一个重要的原因就是，当时提出的探月方案没有明确、系统的科学目标和工程目标，也没有发展的连续性。即使技术方案做出来了，轨道精度也达标了，但是发射一个“铁蛋蛋”到月球上去干什么呢？

　　探月计划的由来

　　1998年，国务院成立了新的国防科学技术工业委员会，并内设国家航天局。著名航天专家栾恩杰被任命为国防科工委副主任兼国家航天局局长。很快，栾恩杰和他的同事们就不失时机地提出了涵盖空间技术、空间科学、空间应用三大领域的“大航天”概念。同年，国防科工委起草的《中国的航天》白皮书中第一次出现了“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”这一后来对探月工程产生重大影响的明确阐述。

　　这之后，在国家尚未完成探月工程立项时，中国科学院、中国航天科技集团公司等许多单位，都自筹资金开展了攻关研究，提前投入到探月工程的预先研究中。

　　2003年2月，国防科工委宣布成立由栾恩杰、中国科学院院士孙家栋和欧阳自远组成的探月三人筹备领导小组，启动探月工程的筹备工作。9月，栾恩杰向国务院领导作了探月工程论证的专题汇报。

　　据《奔向月球》介绍，我国探月工程的立项与工程研制，始终得到中央领导的关怀和支持。早在2002年10月，时任国务院总理的朱镕基同志就详细听取了探月工程的汇报，并以他惯有的务实精神作出了重要批示：要抓紧探月工程的论证工作。

　　2004年1月23日，农历大年初二，国务院总理温家宝批准了国防科工委、国家财政部《关于绕月探测工程的立项请示》。至此，中国月球探测第一期工程——绕月探测工程正式启动。2月，国防科工委召开绕月探测工程第一次领导小组会，建立组织指挥体系，确定研制总要求，并将一期工程命名为“嫦娥工程”，第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”。

　　同年4月，温家宝总理批示：绕月探测工程是一项复杂的多学科高技术集成的系统工程。要统筹规划，合理确定科学和工程目标；要充分调动和整合各方面科研资源，加大重大关键技术的攻关力度。各部门要精心组织，团结协作，高标准、高质量、高效率地完成绕月探测工程任务。

　　2005年2月3日，胡锦涛总书记和中央政治局常委一同听取了探月工程的组织及工程进展情况的工作汇报。胡锦涛总书记肯定了中国实施探月工程的重要意义，亲切嘱咐全体参加研试的同志，要精心组织、周密部署、科学管理、奋力攻关，夺取工程的圆满成功。

　　2004年11月19日，绕月探测工程由方案设计阶段正式转入初样研制阶段。2005年12月29日，转入正样研制阶段，“嫦娥一号”探测器和运载火箭进入飞行产品的生产阶段，测控系统、发射场系统、地面应用系统进入系统集成和联试阶段。2007年8月，“嫦娥一号”探测器、长征3号甲运载火箭完成了出厂评审，测控系统、发射场系统和地面应用系统完成建设。8月10日，国防科工委宣布绕月探测工程正式转入发射实施阶段。

　　10月，“嫦娥一号”将开始她激动人心的奔月之旅。

　　敲敲“广寒宫”的大门

　　据栾恩杰介绍，“嫦娥工程”设想为三期，简称为“绕、落、回”三步走，在2020年前后完成。

　　第一步为“绕”，即在今年10月，发射我国第一颗月球探测卫星，突破至地外天体的飞行技术，实现首次绕月飞行。

　　第二步为“落”，即计划在2012年前后，发射月球软着陆器，并携带月球巡视勘察器(俗称月球车)，在着陆器落区附近进行就位探测，这一阶段将主要突破在地外天体上实施软着陆技术和自动巡视勘测技术。

　　第三步为“回”，即在2020年前，发射月球采样返回器，软着陆在月球表面特定区域，并进行分析采样，然后将月球样品带回地球，在地面上对样品进行详细研究。这一步将主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术。

　　据国防科工委月球探测工程中心副主任郝希凡介绍，探月工程本着以实现最终功能为目标，分步实施为原则，工程的每一步都是对前一步的深化，并为下一步奠定基础，其递进衔接关系表现为：

　　一期工程，地月转移＋环月。将突破地月转移轨道和近月制动等关键技术，实现绕月探测，对月球进行全球性普查式探测；

　　二期工程，地月转移＋环月＋软着陆/巡视勘察。掌握在月面着陆、就位和巡视探测及月夜生存等技术，实现软着陆和巡视探测，开展月球区域性的精细就位探测；

　　三期工程，地月转移＋环月＋软着陆/巡视勘察＋月面上升＋月球轨道交会对接＋月地转移＋地球大气再入。掌握月面起飞、月面取样和月球轨道交会对接、月-地返回飞行的技术。将新研制上升舱和返回舱，继承并完善轨道器、着陆探测器、巡视探测器等功能单元，突破月球轨道交会对接和月面采样返回等关键技术，实现采集月表样品返回地面后的试验室精准分析。

　　“装备高科技装置的‘嫦娥一号’卫星奔赴月球后，将完成四项科学任务。”欧阳自远说。

　　这四项任务是：

　　绘制立体的月球地图。将搭载1台CCD立体相机和1个激光高度计。完成月面每个探测点(包括南北极的黑暗深坑)的海拔高度测量；

　　探测月球上元素的分布。将用伽马／X射线谱仪探测月球上14种元素的分布。了解月球上分布着哪些资源，将来建月球基地时就可选择在资源富集的地区，通过开采月球资源，满足人类社会的需求；

　　评估月球上土壤的厚度和氦-3的资源量。将搭载一台微波探测仪，这是世界上首次在探月卫星上装载微波遥感装置。利用该仪器可估算出月球土壤厚度和月球上氦-3的总量及分布。氦-3是地球上极其稀少的可替代石油的

　　监测远至40万公里范围的空间环境，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。这些关键数据对今后深空探测器的环境防护设计具有重要参考价值。

　　“绕月探测工程全部完成，估计最多数百亿元人民币。”欧阳自远表示，第一期工程总投资约14亿元人民币，仅相当于北京市两公里地铁的造价。

　　“实施以‘嫦娥’命名的探月工程具有重大意义，它是继发射地球卫星、突破载人航天技术之后，我国空间科学和技术发展史上第三个里程碑，是我国实现深空探测‘零的突破’的标志性工程。”新任国防科工委主任张庆伟说。