[科普中国]-中国探月工程

工程历史

探月计划酝酿10年

1994年进行了探月活动必要性和可行性研究，1996年完成了探月卫星的技术方案研究，1998年完成了卫星关键技术研究，以后又开展了深化论证工作。

月球探测工程立项

2004年1月，中国的探月计划经过长期准备、10年论证正式立项，被称作“嫦娥工程”。该工程主要集中在绕月探测、月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布调查、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。"嫦娥一号”卫星有效载荷的研制测试工作由中国科学院空间科学与应用研究中心负责。

中国探月工程将首次实施再入返回飞行试验

2013年12月，嫦娥三号任务圆满成功后，我国探月工程全面进入“绕、落、回”三步走发展规划的第三期。3

2014年8月上旬，执行此次任务的长征三号丙运载火箭、飞行试验器等飞行产品陆续运抵西昌卫星发射中心后，相继开展了总装、测试等技术准备工作，各系统状态正常，满足任务发射要求。今天，火箭将开始加注推进剂，各项准备工作进展顺利。3

2014年10月22日，我国探月工程将首次实施载人返回飞行试验，飞行试验器计划于10月24日至26日择机在西昌卫星发射中心发射。3

2014年10月27日11时30分许，载人返回飞行试验器飞抵距月球6万公里附近，进入月球引力影响球，开始月球近旁转向飞行。

北京时间2014年10月28日19时40分许，载人返回飞行试验器完成月球近旁转向飞行，离开月球引力影响球，进入月地转移轨道，预计将于11月1日返回地球。

2014年28日凌晨3时许，试验器到达距月面约1.2万公里的近月点，随后，在北京航天飞行控制中心控制下，飞行试验器系统启动多台相机对月球、地球进行多次拍摄，获取了清晰的地球、月球和地月合影图像。4

2014年11月1日6时42分，载人返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆，我国探月工程三期再入返回飞行试验获得圆满成功。5

探月阶段中国探月工程经过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”“嫦娥二号”，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2016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2016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。计划于2017年前后执行嫦娥五号任务，实现无人自动采样返回。为突破和掌握航天器再入返回地球关键技术，工程决定先期实施再入返回飞行试验，即发射一颗飞行试验器，飞抵月球附近后自动返回，以接近第二宇宙速度进入大气层，经跳跃式弹起后，再次进入大气层，并在内蒙古中部地区着陆。此段工程的结束将使中国航天技术迈上一个新的台阶。6

中国探月工程三期再入返回飞行试验返回器交接仪式和开仓仪式于11月2日上午举行，全部搭载物品顺利取出。中国探月工程三期再入返回飞行试验获得圆满成功。新华网北京11月4日电（记者 袁韵 曹滢）中国探月工程三期再入返回飞行试验返回器成功在着陆区预定区域降落后，于2日上午举行了交接仪式和开仓仪式，全部搭载物品顺利取出。我国探月工程三期再入返回飞行试验获得圆满成功7。

这是中国探月工程拿到的第一张“返程票”，标志着中国探月告别“单程票”时代，为未来嫦娥五号执行更为复杂的返回任务奠定了技术基础。哪些物品有幸登上此次“奔月之旅”，成为首批实现地月往返的贵宾？据悉，这次搭载的物品主要是公益搭载和空间科研搭载。其中一件值得关注的物品是“中国梦音乐芯片”。芯片中存储了十位国内顶尖艺术家的作品：歌唱家彭丽媛的《在希望的田野上》、“中国三高”戴玉强、魏松、莫华伦的《我像雪花天上来》、作曲家谭盾的《天地人》、钢琴家郎朗的《春节序曲》、小提琴演奏家吕思清的《梁祝小提琴协奏曲》、大提琴演奏家王健的《巴赫第一前奏曲》、琵琶演奏家刘德海的《十面埋伏》、古琴演奏家李祥霆的《流水》、古筝演奏家袁莎的《出水莲》、二胡演奏家宋飞的《二泉映月》等。在长达8天的探月旅程中，中国音乐家的激情与梦想一路唱响在浩瀚太空。

为探月工程三期试验创作纪念封的当代著名艺术家崔自默的书画作品，著名华人艺术家曹俊的画作《寻梦空间》，海派玉雕代表人物、中国玉雕大师翟倚卫的玉雕作品，以及曾随神州飞船畅游过太空的大清龙票也都搭载上了这次返回舱。

上海光明乳业将4种菌株封装交付进行深空搭载，希望通过更高轨道外太空的环境诱变后，选育存活性能更好、具有更优良健康促进作用的菌株；国家级非物质文化遗产、深圳安琪食品公司生产的广式月饼也参与了这次探月航天搭载活动。

所有这些搭载物品与飞行器一起参加了一系列地面试验，经公证后封装安装进舱，于2014年10月24日由长征三号丙运载火箭发射升空。经过漫长而艰险的征程，返回器于2014年11月1日凌晨成功降落，搭载物品取出后进行了公证。这次物品搭载，开创了中国航天的又一项新记录。

主要规划主要目标

中国首次月球探测工程由月球探测卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成，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。

主要任务

中国首次月球探测工程四大科学任务：

一、获取月球表面三维立体影像，精细划分月球表面的基本构造和地貌单元，进行月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度等的研究，为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史研究提供基本数据，并为月面软着陆区选址和月球基地位置优选提供基础资料等。

二、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点，主要是勘察月球表面有开发利用价值的钛、铁等14种元素的含量和分布，绘制各元素的全月球分布图，月球岩石、矿物和地质学专题图等，发现各元素在月表的富集区，评估月球矿产资源的开发利用前景等。

三、探测月壤厚度，即利用微波辐射技术，获取月球表面月壤的厚度数据，从而得到月球表面年龄及其分布，并在此基础上，估算核聚变发电燃料氦3的含量、资源分布及资源量等。

四、探测地球至月球的空间环境。月球与地球平均距离为38万公里，处于地球磁场空间的远磁尾区域，卫星在此区域可探测太阳宇宙线高能粒子和太阳风等离子体，研究太阳风和月球以及地球磁场磁尾与月球的相互作用。

技术难点

主要的探测难点有：1、轨道设计与飞行程序控制问题，2、卫星姿态控制的三矢量控制问题

携带仪器卫星有效载荷因不同的航天任务而异，搭载的科学探测的仪器和科学实验的设备有效载荷包括微波探测仪分系统、空间环境探测分系统、有效载荷数据管理分系统等。微波探测仪分系统将主要对月壤的厚度进行估计和评测，这是国际上首次采用被动微波遥感手段对月表进行探测。空间环境探测分系统由太阳高能粒子探测器等3台设备组成，将探测地月和近月的空间环境参数。还有用于拍摄地球表面照片的CCD相机。

嫦娥一号准备使用的科学仪器包括：CCD立体相机（用于拍摄全月面三维影像）；激光高度计；成像光谱仪（用于获取月面光波图谱）；伽马/X射线谱仪（用于探测月球表面元素）；微波探测仪（用于获取月壤厚度）；以及月球背面亮度温度图和月球两极地面信息（世界上首次在探月卫星上使用）；太阳高能粒子探测器；低能离子探测器 。

系列卫星嫦娥一号“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月份，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,划上了圆满句号。

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。

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象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项目已经开始，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 现已成功发射嫦娥三号、将于后期发射嫦娥四号

2008年911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，2008年初，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。

肩负着“落月”重任的嫦娥三号月球探测器2013年12月2日凌晨1点30分在西昌卫星发射中心由“长征三号乙”运载火箭发射升空。

2013年12月2日凌晨2点17分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，将中国探月工程二期的嫦娥三号月球探测器成功送入太空。10

2013年12月14日21时11分18.695秒，嫦娥三号成功实施软着陆，降落相机传回图像 。

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。

衍生产品探月标识一弧两点，写意探月

中国探月工程标识设计者顾永江表示，在这个作品中给观者留下一些思考空间，而那对脚印可以是每个人的。11

创作灵感来自书法

顾永江是浙江绍兴人。长在书法圣地兰亭之畔的他，深受乡风熏染，从6岁开始临摹碑帖从未间断。扎实的书法功底为“月亮之上”灵感打下铺垫。顾永江告诉记者，中国书法文化内涵深厚，是取之不尽的设计源泉。

回忆起两年前，顾永江说他偶然看到网上征集探月标识的启事后便决定参与投稿，因为创意设计是他的职业，而中国探月工程也引发了他对太空探索领域的浓厚兴趣。

谈到创作灵感，顾永江说：“一开始就想到‘月’在古文中可以写得圆圆的，就像个月亮。中间那两点可以用脚印来代替，象征着人类登上月球。”就是这“两点”，使这个设计既有中国元素，又有跨文化的世界胸怀，从而避免了思路的狭隘。

虽然投稿的时间非常紧，但顾永江从理清思路到最终交稿就花了1小时左右。对于这个设计，顾永江最满意的就是那对小脚丫。他说：“我在这个作品中给观者留下了一些思考空间，那对脚印可以是每个人的。”

“月亮之上”意味深长

2006年2月10日，顾永江设计的月球探测标识“月亮之上”在网民投票中一举夺冠。专家评论说，该标识以中国书法的笔触，抽象勾勒出一轮圆月，一双小脚印踏临其上，象征着探测月球的终极梦想，圆弧的起笔处自然形成龙头，象征着中国航天事业如巨龙腾空而起；整体图形由一弧两点巧妙形成古文“月”字，写意的笔触在传达一种探索的信念。

当时应国防科工委月球探测工程中心之邀，顾永江曾与众多评委和专家进行交流沟通，在标识的细节方面进行了进一步修改。他们将初稿中弧形的红色改成蓝色，寄寓人们探索宇宙的恒久梦想；落笔的飞白改由一群和平鸽构成，表达了中国和平利用空间的美好愿望

探月玉玺2013年11月20日，在“嫦娥三号”即将发射之际，由国防科技工业局探月与航天工程中心、嫦娥奔月航天科技（北京）有限责任公司（简称嫦娥公司）主办的“中国第一探月宝玺”全球首发仪式在北京钓鱼台国宾馆隆重举行。

2013年12月实施探月工程“嫦娥三号”发射任务，首次实现中国航天器在地外天体软着陆，中国首个月球车将登陆月球进行巡视探测。这是继美国阿波罗计划后人类重返月球的首个软着陆探测器, 标志着中华民族五千年的登月梦想即将成真，届时中国将再一次成为世界瞩目的焦点。

探月工程是国家标志性重大工程。国逢大事，制玺永铭。为共同见证“嫦娥三号”发射这一伟大事件，由嫦娥公司唯一官方授权、北京工美集团权威监制的全球首款“中国第一探月宝玺”正式面世。

“中国第一探月宝玺”融合诗、书、玉、画多种艺术形式，以清代乾隆二十五宝玺之“奉天之宝”为蓝本再创作，精选和田玉，运用传统玉玺制作技艺，结合现代玉雕技术，经人工雕琢而成。“北京奥运徽宝”设计师郭鸣担任总设计师，同时集合了中国玉雕大师王希伟、著名书法家赵长青、国学书法大师张又栋等三大领域专家团队联袂打造。

“中国第一探月宝玺”玺纽为威严的盘龙造型，两只龙爪合拢一颗象征月球的宝珠，珠上雕有“中国探月”标识，象征中华民族实现了飞天揽月的民族梦想；玺基正面描金刻制赵长青题写的“中国第一探月宝玺”；背面描金雕刻张又栋创作并亲笔书写的《探月赋》；侧面分别刻制有嫦娥奔月、中国月球车登月图案，以及赵长青题写的“嫦娥奔月”、“中华圆梦”；玺基四面上部雕有56个民族的图腾，下部刻制由吉祥回形纹构成的长城图案，寓意中华各民族共襄盛举，祝福祖国基业永固、生生不息；宝玺印文为“中国探月”标识和“2013”字样。

“中国第一探月宝玺”与“嫦娥三号”首次落月这一主题紧紧相连，具有深厚的历史价值与文化涵义，是中华亿万儿女探月梦圆的载体，也是中国探月与航天事业辉煌成就的见证。

据了解，中国探月工程市场开发是激励企业和公众支持中国探月事业的方式之一，市场开发获得收益将直接用于中国探月事业的科研奖励和科普教育。同时，围绕中国探月工程开发的相关产品，也是以实物形式见证与铭记中国探月事业取得的辉煌成就，让公众更真实、近距离地感知中国探月工程，留下永久珍藏的历史记忆。12