中國探月工程

空間探測工程

2004年,中國正式開展月球探測工程,並命名為“嫦娥工程”。嫦娥工程分為“無人月球探測”“載人登月”和“建立月球基地”三個階段。2007年10月24日18時05分,“嫦娥一號”成功發射升空,在圓滿完成各項使命后,於2009年按預定計劃受控撞月。2010年10月1日18時57分57秒“嫦娥二號”順利發射,也已圓滿並超額完成各項既定任務。2012年9月19日,月球探測工程首席科學家歐陽自遠表示,探月工程已經完成嫦娥三號衛星和玉兔號月球車的月面勘測任務。嫦娥四號是嫦娥三號的備份星。嫦娥五號主要科學目標包括對著陸區的現場調查和分析,以及月球樣品返回地球以後的分析與研究。中國人的探月工程,為人類和平使用月球做出了新的貢獻。

2020年11月24日4時30分,中國在中國文昌航天發射場,用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器,火箭飛行約2200秒后,順利將探測器送入預定軌道,開啟中國首次地外天體採樣返回之旅。 12月1日,嫦娥五號探測器成功在月球正面預選著陸區著陸。

2020年12月17日,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品,採用半彈道跳躍方式再入返回,在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸。

工程歷史


探月計劃醞釀10年
1994年進行了探月活動必要性和可行性研究,1996年完成了探月衛星的技術方案研究,1998年完成了衛星關鍵技術研究,以後又開展了深化論證工作。
月球探測工程立項
2004年1月,中國的探月計劃經過長期準備、10年論證正式立項,被稱作“嫦娥工程”。該工程主要集中在繞月探測、月球三維影像分析、月球有用元素和物質類型的全球含量與分佈調查、月壤厚度探查以及地月空間環境探測。"嫦娥一號”衛星有效載荷的研製測試工作由中國科學院空間科學與應用研究中心負責。
中國探月工程將首次實施再入返回飛行試驗
2013年12月,嫦娥三號任務圓滿成功后,我國探月工程全面進入“繞、落、回”三步走發展規劃的第三期。
2014年8月上旬,執行此次任務的長征三號丙運載火箭、飛行試驗器等飛行產品陸續運抵西昌衛星發射中心后,相繼開展了總裝、測試等技術準備工作,各系統狀態正常,滿足任務發射要求。今天,火箭將開始加註推進劑,各項準備工作進展順利。
2014年10月22日,我國探月工程將首次實施載人返回飛行試驗,飛行試驗器計劃於10月24日至26日擇機在西昌衛星發射中心發射。
中國探月工程
中國探月工程
2014年10月27日11時30分許,載人返回飛行試驗器飛抵距月球6萬公里附近,進入月球引力影響球,開始月球近旁轉向飛行。
北京時間2014年10月28日19時40分許,載人返回飛行試驗器完成月球近旁轉向飛行,離開月球引力影響球,進入月地轉移軌道,預計將於11月1日返回地球。
2014年28日凌晨3時許,試驗器到達距月面約1.2萬公里的近月點,隨後,在北京航天飛行控制中心控制下,飛行試驗器系統啟動多台相機對月球、地球進行多次拍攝,獲取了清晰的地球、月球和地月合影圖像。
中國探月工程
中國探月工程
2014年11月1日6時42分,載人返回飛行試驗返回器在內蒙古四子王旗預定區域順利著陸,我國探月工程三期再入返回飛行試驗獲得圓滿成功。

探月階段


中國探月工程經過10年的醞釀,最終確定中國的探月工程分為“繞”、“落”、“回”3個階段。
第一期繞月工程將在2007年發射探月衛星“嫦娥一號”“嫦娥二號”,對月球表面環境、地貌、地形、地質構造與物理場進行探測。
第二期工程時間定為2007年至2016年,目標是研製和發射航天器,以軟著陸的方式降落在月球上進行探測。具體方案是用安全降落在月面上的巡視車、自動機器人探測著陸區岩石與礦物成分,測定著陸點的熱流和周圍環境,進行高解析度攝影和月岩的現場探測或採樣分析,為以後建立月球基地的選址提供月面的化學與物理參數。
第三期工程時間定在2016至2020年,目標是月面巡視勘察與採樣返回。其中前期主要是研製和發射新型軟著陸月球巡視車,對著陸區進行巡視勘察。後期即2015年以後,研製和發射小型採樣返回艙、月表鑽岩機、月表採樣器、機器人操作臂等,採集關鍵性樣品返回地球,對著陸區進行考察,為下一步載人登月探測、建立月球前哨站的選址提供數據資料。計劃於2017年前後執行嫦娥五號任務,實現無人自動採樣返回。為突破和掌握航天器再入返回地球關鍵技術,工程決定先期實施再入返回飛行試驗,即發射一顆飛行試驗器,飛抵月球附近后自動返回,以接近第二宇宙速度進入大氣層,經跳躍式彈起后,再次進入大氣層,並在內蒙古中部地區著陸。此段工程的結束將使中國航天技術邁上一個新的台階。
中國探月工程三期再入返回飛行試驗返回器交接儀式和開倉儀式於11月2日上午舉行,全部搭載物品順利取出。中國探月工程三期再入返回飛行試驗獲得圓滿成功。新華網北京11月4日電(記者 袁韻 曹瀅)中國探月工程三期再入返回飛行試驗返回器成功在著陸區預定區域降落後,於2日上午舉行了交接儀式和開倉儀式,全部搭載物品順利取出。我國探月工程三期再入返回飛行試驗獲得圓滿成功。
這是中國探月工程拿到的第一張“返程票”,標誌著中國探月告別“單程票”時代,為未來嫦娥五號執行更為複雜的返回任務奠定了技術基礎。哪些物品有幸登上此次“奔月之旅”,成為首批實現地月往返的貴賓?據悉,這次搭載的物品主要是公益搭載和空間科研搭載。其中一件值得關注的物品是“中國夢音樂晶元”。晶元中存儲了十位國內頂尖藝術家的作品:歌唱家彭麗媛的《在希望的田野上》、“中國三高”戴玉強魏松莫華倫的《我像雪花天上來》、作曲家譚盾的《天地人》、鋼琴家郎朗的《春節序曲》、小提琴演奏家呂思清的《梁祝小提琴協奏曲》、大提琴演奏家王健的《巴赫第一前奏曲》、琵琶演奏家劉德海的《十面埋伏》、古琴演奏家李祥霆的《流水》、古箏演奏家袁莎的《出水蓮》、二胡演奏家宋飛的《二泉映月》等。在長達8天的探月旅程中,中國音樂家的激情與夢想一路唱響在浩瀚太空。
為探月工程三期試驗創作紀念封的當代著名藝術家崔自默的書畫作品,著名華人藝術家曹俊的畫作《尋夢空間》,海派玉雕代表人物、中國玉雕大師翟倚衛的玉雕作品,以及曾隨神州飛船暢遊過太空的大清龍票也都搭載上了這次返回艙。
上海光明乳業將4種菌株封裝交付進行深空搭載,希望通過更高軌道外太空的環境誘變后,選育存活性能更好、具有更優良健康促進作用的菌株;國家級非物質文化遺產、深圳安琪食品公司生產的廣式月餅也參與了這次探月航天搭載活動。
所有這些搭載物品與飛行器一起參加了一系列地面試驗,經公證后封裝安裝進艙,於2014年10月24日由長征三號丙運載火箭發射升空。經過漫長而艱險的征程,返回器於2014年11月1日凌晨成功降落,搭載物品取出後進行了公證。這次物品搭載,開創了中國航天的又一項新記錄。

主要規劃


主要目標
中國首次月球探測工程由月球探測衛星、運載火箭、發射場、測控和地面應用等五大系統組成,中國探月衛星工程還有五大工程目標:一是研製和發射中國第一顆探月衛星;二是初步掌握繞月探測基本技術;三是首次開展月球科學探測;四是初步構建月球探測航天工程系統;五是為月球探測後續工程積累經驗。為此要突破月球探測衛星的關鍵技術;初步建立中國的深空探測工程大系統;驗證有效載荷和數據解譯等各項關鍵技術;初步建立中國深空探測技術研製體系;培養相應的人才隊伍。
主要任務
中國首次月球探測工程四大科學任務:
一、獲取月球表面三維立體影像,精細劃分月球表面的基本構造和地貌單元,進行月球表面撞擊坑形態、大小、分佈、密度等的研究,為類地行星表面年齡的劃分和早期演化歷史研究提供基本數據,並為月面軟著陸區選址和月球基地位置優選提供基礎資料等。
二、分析月球表面有用元素含量和物質類型的分佈特點,主要是勘察月球表面有開發利用價值的鈦、鐵等14種元素的含量和分佈,繪製各元素的全月球分布圖,月球岩石、礦物和地質學專題圖等,發現各元素在月表的富集區,評估月球礦產資源的開發利用前景等。
三、探測月壤厚度,即利用微波輻射技術,獲取月球表面月壤的厚度數據,從而得到月球表面年齡及其分佈,並在此基礎上,估算核聚變發電燃料氦3的含量、資源分佈及資源量等。
四、探測地球至月球的空間環境。月球與地球平均距離為38萬公里,處於地球磁場空間的遠磁尾區域,衛星在此區域可探測太陽宇宙線高能粒子和太陽風等離子體,研究太陽風和月球以及地球磁場磁尾與月球的相互作用。
技術難點
主要的探測難點有:1、軌道設計與飛行程序控制問題,2、衛星姿態控制的三矢量控制問題
發射計劃
按照計劃,我國將於2020年10月底發射嫦娥五號探測器,通過鏟取、鑽取兩種方式,採集月球樣品並帶回地球。

攜帶儀器


衛星有效載荷因不同的航天任務而異,搭載的科學探測的儀器和科學實驗的設備有效載荷包括微波探測儀分系統、空間環境探測分系統、有效載荷數據管理分系統等。微波探測儀分系統將主要對月壤的厚度進行估計和評測,這是國際上首次採用被動微波遙感手段對月表進行探測。空間環境探測分系統由太陽高能粒子探測器等3台設備組成,將探測地月和近月的空間環境參數。還有用於拍攝地球表面照片的CCD相機。
嫦娥一號準備使用的科學儀器包括:CCD立體相機(用於拍攝全月面三維影像);激光高度計;成像光譜儀(用於獲取月面光波圖譜);伽馬/X射線譜儀(用於探測月球表面元素);微波探測儀(用於獲取月壤厚度);以及月球背面亮度溫度圖和月球兩極地面信息(世界上首次在探月衛星上使用);太陽高能粒子探測器;低能離子探測器。

系列衛星


嫦娥一號

“嫦娥一號”(Chang'E1)是中國自主研製併發射的首個月球探測器。中國月球探測工程嫦娥一號月球探測衛星由中國空間技術研究院研製,以中國古代神話人物“嫦娥”命名,嫦娥奔月是一個在中國流傳的古老的神話故事。嫦娥一號主要用於獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關物質元素的分佈特點、探測月壤厚度、探測地月空間環境等。整個“奔月”過程大概需要8~9天。嫦娥一號將運行在距月球表面200千米的圓形極軌道上。嫦娥一號工作壽命1年,計劃繞月飛行一年。執行任務后將不再返回地球。嫦娥一號發射成功,中國成為世界第五個發射月球探測器的國家地區。
中國探月工程
中國探月工程
嫦娥一號是中國的首顆繞月人造衛星,由中國空間技術研究院承擔研製。嫦娥一號平台以中國已成熟的東方紅三號衛星平台為基礎進行研製,並充分繼承“中國資源二號衛星”、“中巴地球資源衛星”等衛星的現有成熟技術和產品,進行適應性改造。衛星平台利用東方紅三號衛星平台技術研製,對結構、推進、電源、測控和數傳等8個分系統進行了適應性修改。嫦娥一號星體為一個2米×1.72米×2.2米的長方體,兩側各有一個太陽能電池帆板,完全展開后最大跨度達18.1米,重2350千克。有效載荷包括CCD立體相機、成像光譜儀、太陽宇宙射線監測器和低能粒子探測器等科學探測儀器。
嫦娥一號月球探測衛星由衛星平台和有效載荷兩大部分組成。嫦娥一號衛星平台由結構分系統、熱控分系統、制導,導航與控制分系統、推進分系統、數據管理分系統、測控數傳分系統、定向天線分系統和有效載荷等9個分系統組成。這些分系統各司其職、協同工作,保證月球探測任務的順利完成。星上的有效載荷用於完成對月球的科學探測和試驗,其它分系統則為有效載荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保證服務。
根據中國月球探測工程的四項科學任務,在嫦娥一號上搭載了8種24台件科學探測儀器,重130千克,即微波探測儀系統、γ射線譜儀、X射線譜儀、激光高度計、太陽高能粒子探測器、太陽風離子探測器、CCD立體相機、干涉成像光譜儀。
在初樣研製階段,有電性星和結構星這兩顆初樣衛星承擔衛星測試工作。電性星的試驗主要是用於一些帶有電子性能的設備的綜合測試,結構星的試驗主要是要考核結構設計的合理性,和整星上溫度控制設計的合理性。兩顆初樣星進行整星測試。整個初樣測試階段持續到2007年6月份,隨後進入衛星正樣星的研製階段,進行“嫦娥一號”正樣衛星的研製。
為了保證完成月球探測工程任務,對承擔衛星發射任務的長征三號甲火箭進行了41項可靠性的設計工作,以提高其運載可靠性。
“嫦娥一號”月球探測衛星於2007年10月24日在西昌衛星發射中心由“長征三號甲”運載火箭發射升空。運行在距月球表面200千米的圓形極軌道上執行科學探測任務。
北京時間2007年10月24日18時05分(UTC+8時)左右,嫦娥一號探測器從西昌衛星發射中心由長征三號甲運載火箭成功發射。衛星發射后,將用8天至9天時間完成調相軌道段、地月轉移軌道段和環月軌道段飛行。經過8次變軌后,於11月7日正式進入工作軌道。11月18日衛星轉為對月定向姿態,11月20日開始傳回探測數據。
2007年11月26日,中國國家航天局正式公布嫦娥一號衛星傳回的第一幅月面圖像。
2007年12月12日上午10時,慶祝我國首次月球探測工程圓滿成功大會在北京人民大會堂舉行。
2009年3月1日16時13分,嫦娥一號衛星在控制下成功撞擊月球。為我國月球探測的一期工程,劃上了圓滿句號。
嫦娥一號衛星總設計師和總指揮葉培建2008年2 月21號透露,嫦娥二號衛星將於2010年前後發射。

嫦娥二號

於2010年10月1日18時59分57秒發射。這是嫦娥一號衛星的姐妹星,由長征三號丙火箭發射。由於嫦娥二號的主要任務是要獲得更清晰更詳細的月球表面影象數據和月球極區表面數據,因此衛星上搭載的CCD照相機的解析度將更高,達到十米左右,其它探測設備也將有所改進,所探測到的有關月球的數據將更加翔實。
中國探月工程
中國探月工程
嫦娥一號衛星總設計師和總指揮葉培建:(嫦娥)二號星的飛行程序和(嫦娥)一號相似,關鍵是它的工作軌道是200公里,我們準備把它降到100公里,應該在2010年前後發射嫦娥二號。
葉培建介紹,嫦娥工程分為三步,在實現衛星繞月之後,將是發射著陸器到月球上。關鍵技術的攻關工作項目已經開始,將在兩年內獲得突破。
全國人大代表、國防科工委月球探測工程中心主任胡浩表示,嫦娥一號當初還有一顆備份星,目前正在對這顆備份星進行改進,改造完成後將作為嫦娥二號進行發射,發射方式與嫦娥一號相同。
胡浩表示,嫦娥二號暫時還沒有發射的具體時間表。“要等攻關結束,問題都解決了,最後的設備系統測試、驗證完成後,才考慮發射的問題。”胡浩分析說,我們關注過程,但群眾關心發射的結果,大家的關注點並不一樣。他透露,嫦娥二號目前正在論證,方案還未拿出,會借鑒嫦娥一號的管理、技術和對空間環境了解的經驗,但在技術方面將有所提高。同時,胡浩表示,嫦娥二號的技術狀態不想大動,否則容易帶來風險,花錢也多。

嫦娥三號

探月工程二期啟動 現已成功發射嫦娥三號、將於後期發射嫦娥四號
2008年11月12日下午15時,國家國防科技工業局舉行繞月探測工程全月球影像圖發布暨科學數據交接儀式。工業和信息化部副部長兼國家國防科技工業局局長陳求發透露,“嫦娥二號”計劃於2010年底前完成發射。
中國探月工程
中國探月工程
陳求髮指出,“嫦娥一號”衛星已在軌運行一周年,完成了工程各項目標和科學探測任務,這標誌著中國探月工程一期取得圓滿成功!工程的圓滿成功,實現了領導小組提出的“出成果,出經驗,出模式,出人才”的目標。
陳求發說,2008年初,國務院正式批准探月工程二期立項。二期工程主要是研製併發射“嫦娥三號”和“嫦娥四號”月球探測器,要實現月球軟著陸,技術跨越大,工程風險大。為確保二期工程成功,我們對一期工程的備份星進行技術改進,作為二期工程的先導星,命名為“嫦娥二號”,主要是先期試驗驗證部分新技術和新設備,降低工程風險,深化月球科學探測。
嫦娥三號將實現月球軟著陸和巡視探測任務並將選用長征三號乙運載火箭發射。在科學技術方面,二期工程將實現四個第一,要研製併發射我國第一個地外天體著陸探測器和巡視探測器,第一次利用“長征三號乙”運載火箭發射地月轉移軌道航天器,第一次建立和使用深空測控網進行測控通信,第一次實現月球軟著陸、月面巡視、月夜生存等重大突破,開展月表地形地貌與地質構造、礦物組成和化學成分、月球內部結構、地月空間與月表環境等探測活動,建成基本配套的月球探測工程系統。
肩負著“落月”重任的嫦娥三號月球探測器2013年12月2日凌晨1點30分在西昌衛星發射中心由“長征三號乙”運載火箭發射升空。
2013年12月2日凌晨2點17分,中國在西昌衛星發射中心用“長征三號乙”運載火箭,將中國探月工程二期的嫦娥三號月球探測器成功送入太空。
2013年12月14日21時11分18.695秒,嫦娥三號成功實施軟著陸,降落相機傳回圖像。

嫦娥四號

衛星簡稱嫦娥四號,專家稱“四號星”,是嫦娥繞月探月工程計劃中嫦娥系列的第四顆人造繞月探月衛星,主要任務是接著嫦娥三號著陸月球表面、繼續更深層次更加全面地科學探測月球地質、資源等方面的信息,完善月球的檔案資料。

嫦娥五號

2020年11月17日,長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場完成技術區總裝測試工作后,垂直轉運至發射區,計劃於11月下旬擇機實施發射。
2020年12月17日凌晨,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品,採用半彈道跳躍方式再入返回,在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸。

嫦娥六號

在探月四期任務中,嫦娥六號探測器繼續執行月球採樣返回任務。

衍生產品


探月標識

一弧兩點,寫意探月
中國探月工程標識設計者顧永江表示,在這個作品中給觀者留下一些思考空間,而那對腳印可以是每個人的。
創作靈感來自書法
顧永江是浙江紹興人。長在書法聖地蘭亭之畔的他,深受鄉風熏染,從6歲開始臨摹碑帖從未間斷。紮實的書法功底為“月亮之上”靈感打下鋪墊。顧永江告訴記者,中國書法文化內涵深厚,是取之不盡的設計源泉。
回憶起兩年前,顧永江說他偶然看到網上徵集探月標識的啟事後便決定參與投稿,因為創意設計是他的職業,而中國探月工程也引發了他對太空探索領域的濃厚興趣。
談到創作靈感,顧永江說:“一開始就想到‘月’在古文中可以寫得圓圓的,就像個月亮。中間那兩點可以用腳印來代替,象徵著人類登上月球。”就是這“兩點”,使這個設計既有中國元素,又有跨文化的世界胸懷,從而避免了思路的狹隘。
雖然投稿的時間非常緊,但顧永江從理清思路到最終交稿就花了1小時左右。對於這個設計,顧永江最滿意的就是那對小腳丫。他說:“我在這個作品中給觀者留下了一些思考空間,那對腳印可以是每個人的。”
月亮之上”意味深長
2006年2月10日,顧永江設計的月球探測標識“月亮之上”在網民投票中一舉奪冠。專家評論說,該標識以中國書法的筆觸,抽象勾勒出一輪圓月,一雙小腳印踏臨其上,象徵著探測月球的終極夢想,圓弧的起筆處自然形成龍頭,象徵著中國航天事業如巨龍騰空而起;整體圖形由一弧兩點巧妙形成古文“月”字,寫意的筆觸在傳達一種探索的信念。
當時應國防科工委月球探測工程中心之邀,顧永江曾與眾多評委和專家進行交流溝通,在標識的細節方面進行了進一步修改。他們將初稿中弧形的紅色改成藍色,寄寓人們探索宇宙的恆久夢想;落筆的飛白改由一群和平鴿構成,表達了中國和平利用空間的美好願望

探月玉璽

2013年11月20日,
中國探月工程
中國探月工程
在“嫦娥三號”即將發射之際,由國防科技工業局探月與航天工程中心、嫦娥奔月航天科技(北京)有限責任公司(簡稱嫦娥公司)主辦的“中國第一探月寶璽”全球首發儀式在北京釣魚台國賓館隆重舉行。
2013年12月實施探月工程“嫦娥三號”發射任務,首次實現中國航天器在地外天體軟著陸,中國首個月球車將登陸月球進行巡視探測。這是繼美國阿波羅計劃後人類重返月球的首個軟著陸探測器, 標誌著中華民族五千年的登月夢想即將成真,屆時中國將再一次成為世界矚目的焦點。
探月工程是國家標誌性重大工程。國逢大事,制璽永銘。為共同見證“嫦娥三號”發射這一偉大事件,由嫦娥公司唯一官方授權、北京工美集團權威監製的全球首款“中國第一探月寶璽”正式面世。
“中國第一探月寶璽”融合詩、書、玉、畫多種藝術形式,以清代乾隆二十五寶璽之“奉天之寶”為藍本再創作,精選和田玉,運用傳統玉璽製作技藝,結合現代玉雕技術,經人工雕琢而成。“北京奧運徽寶”設計師郭鳴擔任總設計師,同時集合了中國玉雕大師王希偉、著名書法家趙長青、國學書法大師張又棟等三大領域專家團隊聯袂打造。
“中國第一探月寶璽”璽紐為威嚴的盤龍造型,兩隻龍爪合攏一顆象徵月球的寶珠,珠上雕有“中國探月”標識,象徵中華民族實現了飛天攬月的民族夢想;璽基正面描金刻制趙長青題寫的“中國第一探月寶璽”;背面描金雕刻張又棟創作並親筆書寫的《探月賦》;側面分別刻制有嫦娥奔月、中國月球車登月圖案,以及趙長青題寫的“嫦娥奔月”、“中華圓夢”;璽基四面上部雕有56個民族的圖騰,下部刻制由吉祥回形紋構成的長城圖案,寓意中華各民族共襄盛舉,祝福祖國基業永固、生生不息;寶璽印文為“中國探月”標識和“2013”字樣。
“中國第一探月寶璽”與“嫦娥三號”首次落月這一主題緊緊相連,具有深厚的歷史價值與文化涵義,是中華億萬兒女探月夢圓的載體,也是中國探月與航天事業輝煌成就的見證。
據了解,中國探月工程市場開發是激勵企業和公眾支持中國探月事業的方式之一,市場開發獲得收益將直接用於中國探月事業的科研獎勵和科普教育。同時,圍繞中國探月工程開發的相關產品,也是以實物形式見證與銘記中國探月事業取得的輝煌成就,讓公眾更真實、近距離地感知中國探月工程,留下永久珍藏的歷史記憶。

工程介紹


工程概況

中國探月工程
中國探月工程
發射人造地球衛星、載人航天和深空探測是人類航天活動的三大領域。重返月球,開發月球資源,建立月球基地已成為世界航天活動的必然趨勢和競爭熱點。開展月球探測工作是我國邁出航天深空探測第一步的重大舉措。實現月球探測將是我國航天深空探測零的突破。月球已成為未來航天大國爭奪戰略資源的焦點。月球具有可供人類開發和利用的各種獨特資源,月球上特有的礦產和能源,是對地球資源的重要補充和儲備,將對人類社會的可持續發展產生深遠影響。中國探月是我國自主對月球的探索和觀察,又叫做嫦娥工程。國務院正式批准繞月探測工程立項后,繞月探測工程領導小組將工程命名為“嫦娥工程”、將第一顆繞月衛星命名為“嫦娥一號”。“嫦娥一號”衛星由中國空間技術研究院承擔研製,主要用於獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關物質元素的分佈特點、探測月壤厚度、探測地月空間環境等。嫦娥四號是嫦娥三號的備份星。而根據中國探月工程“繞”、“落”、“回”三步走戰略。並計劃在月球建立研究基地。

工程目標

1、獲取月球表面三維影像。劃分月球表面的基本地貌構造單元,初步編製月球地質與構造綱要圖,為後續優選軟著陸提供參考依據。
2、分析月球表面有用元素含量和物質類型的分佈特點。對月球表面有用元素進行探測,初步編製各元素的月面分布圖。
3、探測月壤特性。探測並評估月球表面月壤層的厚度、月壤中氦-3的資源量。
4、探測地月空間環境。記錄原始太陽風數據,研究太陽活動對地月空間環境的影響。
國防科學技術工業委員會副主任、國家航天局局長、繞月探測工程總指揮欒恩傑介紹,由月球探測衛星、運載火箭、發射場、測控和地面應用等五大系統組成的繞月探測工程系統屆時將實現以下五項工程目標:
中國探月工程圖
中國探月工程圖
⊙ 研製和發射我國第一個月球探測衛星;
⊙ 初步掌握繞月探測基本技術;
⊙ 首次開展月球科學探測;
⊙ 初步構建月球探測航天工程系統;
⊙ 為月球探測後續工程積累經驗。
月球探測三期工程主要包括以下5個科學目標:
1. 探測區月貌與月質背景的調查與研究
利用著陸器機器人攜帶的原位探測分析儀器,獲取探測區形貌信息,實測月表選定區域的礦物化學成分和物理特性,分析探測區月質構造背景,為樣品研究提供系統的區域背景資料,並建立起實驗室數據與月表就位探測數據之間的聯繫,深化和擴展月球探測數據的研究。探測區月貌與月質背景的調查與研究任務主要內容包括:
1)探測區的月表形貌探測與月質構造分析;
2)探測區的月壤特性、結構與厚度以及月球岩石層淺部(1~3 km )的結構探測;
3)探測區礦物/化學組成的就位分析。
2. 月壤和月岩樣品的採集並返回地面
月球表面覆蓋了一層月壤。月壤包含了各種月球岩石和礦物碎屑,並記錄了月表遭受撞擊和太陽活動歷史;月球岩石和礦物是研究月球資源、物質組成與形成演化的主要信息來源。採集月壤剖面樣品和月球岩石樣品,對月表資源調查、月球物質組成、月球物理研究和月球表面過程及太陽活動歷史等方面都具有重要意義。月壤岩芯明岩樣品的採集並返回地面的任務主要內容包括:
1)在區域形貌和月質學調查的基礎上,利用著陸器上的鑽孔採樣裝置鑽取月壤岩芯;
2)利用著陸器上的機械臂採集月岩/月壤樣品;
3)在現場成分分析的基礎上,採樣裝置選擇採集月球樣品;
4) 著陸器和月球車都進行選擇性採樣,月球車可在更多區域選擇採集多類型樣品,最後送回返回艙。
3. 月壤與月岩樣品的實驗室系統研究與某些重要資源利用前景的評估
月壤與月岩樣品的實驗室系統研究與某些重要資源利用前景的評估任務主要內容包括:
我國首顆月球探測器嫦娥1號月球衛星
我國首顆月球探測器嫦娥1號月球衛星
1)對返回地球的月球樣品,組織全國各相關領域的實驗室進行系統研究,如物質成分(岩石、礦物、化學組成、微量元素、同位素與年齡測定)、物理性質(力學、電學、光學、聲學、磁學等)、材料科學、核科學等相關學科的實驗室分析研究;
2)月球蘊含豐富的能源和礦產資源,進行重要資源利用前景的的評估,是人類利用月球資源的前導性工作,可以為月球資源的開發利用以及人類未來月球基地建設進行必要的準備;根據月球蘊含資源的特徵,測定月球樣品中He-3、H 、鈦鐵礦等重要資源的含量,研究其賦存形式;
3)開展He-3等太陽風粒子的吸附機理和鈦鐵礦富集成礦的成因機理研究;
4)開展He-3 、H 等氣體資源提取的實驗室模擬研究。
4. 月壤和月殼的形成與演化研究
月壤的形成是月球表面最重要的過程之一,是研究大時間尺度太陽活動的窗口。月球演化在31 億年前基本停止,因此月表岩石和礦物的形成與演化可反映月殼早期發展歷史;月球表面撞擊坑的大小、分佈、密度與年齡記錄了小天體撞擊月球的完整歷史,是對比研究地球早期演化和災變事件的最佳信息載體。
5. 月基空間環境和空間天氣探測
太陽活動是誘發空間環境與空間天氣變化的主要因素,對人類的航天等活動有重大影響。在月球探測三期工程中空間環境與空間天氣探測包括以下內容:
1)空間環境探測器
記錄宇宙線、太陽高能粒子和低能粒子的通量和能譜,分析與研究太陽活動和地月空間環境的變化;探測太陽風的成分與通量,為月壤成熟度和氦-3 資源量的估算提供依據。
2)甚低頻射電觀測
在月面安置由兩個天線單元組成的甚低頻干涉觀測陣,長期進行太陽和行星際空間的成圖和時變研究,建立世界上第一個能夠觀測甚低頻電磁輻射的長久設施。

工程計劃

中國探月工程
中國探月工程
繞月探測工程是我國月球探測的第一期工程,即研製和發射第一顆月球探測衛星。該星將環繞月球運行,並將獲得的探測數據資料傳回地面。該工程由探月衛星、運載火箭、發射場、測控和地面應用五大系統組成。現已確定探月衛星主要利用“東方紅三號”衛星平台,運載火箭採用“長征三號甲”火箭,發射場選用西昌衛星發射中心,探測系統利用現有航天測控網,地面應用系統由中國科學院負責開發。
具體計劃是,“長征三號甲”火箭從西昌發射中心起飛,將“嫦娥一號”衛星送入地球同步轉移軌道后實現星箭分離,衛星最後進入環繞月球南、北極的圓形軌道運行,並對月球進行探測,軌道距離月面的高度為200公里。
設計壽命為1年的“嫦娥一號”衛星,攜帶立體相機、成像光譜儀、激光高度計、微波輻射計、太陽宇宙射線檢測器和低能離子探測器等多種科學儀器,對月球進行探測。它在環月飛行執行任務期間,主要獲取月面的三維影像,分析月面有用元素含量和物質類型的分佈特點,探測月球土壤厚度,檢測地月空間環境。其中前3項是國外沒有進行過的項目,第4項是我國首次獲取8萬公里以外的空間環境參數。此外,美國曾對月球上的5種資源進行探測,我國將探測14種,其中重要的目標是月球上的氦—3資源。氦—3是一種安全高效而又清潔無污染的重要燃料,據統計,月球上的氦—3可以滿足人類1萬年以上的供電需求。月球土壤中的氦—3含量可達500萬噸。
嫦娥工程是一個完全自主創新的工程,也是我國實施的第一次探月活動。工程自2004年1月立項,2007年10月24日在西昌衛星發射中心成功發射升空。月球探測是一項非常複雜並具高風險的工程,到目前為止,人類共發射月球探測器122次,成功59次,成功率為48%。中國長征三號甲運載火箭的成功率為100%。

參與人員

中國探月工程首席工程師歐陽自遠;
月球探測工程中心副主任郝希凡;
中國繞月探測工程測控通信指揮部部長朱民才
衛星系統總指揮、總設計師葉培建,副總設計師孫澤洲、孫輝先;
長征三號甲運載火箭副總指揮金志強;
長征三號甲運載火箭總體主任設計師 陳閩慷;
長征三號甲運載火箭總體副主任設計師 劉建忠;
地面應用系統總設計師李春;
繞月探測工程地面應用系統總設計師 副總指揮 李春來;
繞月探測工程地面應用系統 副總設計師 張洪波;
“嫦娥一號”衛星副總設計師 有效載荷總設計師 孫輝先;
“嫦娥一號”衛星有效載荷總指揮 吳季;
巡視器總體主管設計師溫博(女);
測控數傳分系統主管設計師張婷(女);
天線分系統主管設計師戰榆莉(女);
供陪電分系統主管設計師陳燕(女);
中國繞月探測工程測控系統副總設計師董光亮等。

工程意義


通過嫦娥五號帶回的月球土壤樣品,將有一部分用於公益的展示,讓大家更多地去認知月球。