五星紅旗閃耀月球——嫦娥三號任務(wù)取得圓滿成功

中國古代著名文學(xué)家司馬相如（約公元前179年—前118年）曾用“月出邛池水，空明澈九霄”的詩句來吟詠位于中國四川省西南的西昌邛海月色，西昌市因此得名“月城”。西昌也是中國三大航天基地之一。2013年12月2日，月球探測器嫦娥三號從這里出發(fā)，開始了真正的探月之旅。

這是人類第130次探月之旅。嫦娥三號由著陸器和被稱為“玉兔”的月球車組成，是美國“阿波羅”計劃結(jié)束后全世界重返月球的第一個軟著陸探測器，其肩負(fù)的任務(wù)是實現(xiàn)在月球表面軟著陸和自動巡視勘察，獲取月球內(nèi)部的物質(zhì)成分并進(jìn)行分析。

著陸器的創(chuàng)新

在嫦娥三號著陸器上，裝配了一臺天文望遠(yuǎn)鏡，這也是一臺近紫外天文望遠(yuǎn)鏡。中國月球探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)說：“在月亮上觀測天文，這是史無前例的。它有什么好處？地球上刮風(fēng)下雨，云遮霧罩，電離層攪著，又有污染，限制很多。月球上真空，可以觀察得更清楚，這是天文學(xué)家觀測天文夢寐以求的環(huán)境。”

?

嫦娥三號著陸器上還有一些探測地球的裝備，在月球上可以做一些特殊的工作，比如專門做地球外面等離子體層的結(jié)構(gòu)和密度的變化，探測的意義在于了解地球空間環(huán)境的變化，能提高中國空間環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報能力。在月球上探測地球，一看就是半個地球，24小時轉(zhuǎn)一圈，可以連續(xù)看14天。歐陽自遠(yuǎn)說：“阿波羅16曾經(jīng)放置過一臺極紫外相機在月亮上，但它的波段、觀測的任務(wù)跟我們不一樣?！?/p>

嫦娥三號月球車上攜帶了測距測速雷達(dá)、激光測距儀。在月球車底下放了一臺雷達(dá)，發(fā)射雷達(dá)波到月亮的地底下。它有兩個波段：一個是測20米深那一段的土壤層結(jié)構(gòu)是否分好幾層，怎么分，有沒有大石頭；另一個波段是做100米深月球上部的結(jié)構(gòu)。這都是前人沒有做過的，而且月球車有一個好處，可以一邊走一邊測。

不僅如此，嫦娥三號實現(xiàn)了中國航天7大創(chuàng)新，包括航天器首次地外天體軟著陸，首次地外天體巡視勘察，首次對月面探測器遙操作、首次研建中國大型深空站等。而執(zhí)行探月工程嫦娥三號任務(wù)的運載火箭為捆綁式三級液體運載火箭，與發(fā)射嫦娥二號衛(wèi)星的火箭相比，這枚火箭采用了多項新技術(shù)，突破了多窗口、窄寬度發(fā)射和高精度入軌技術(shù)，進(jìn)一步提高了可靠性和安全性。

月球表面軟著陸

嫦娥三號的著陸地點在月球虹灣地區(qū)（虹灣，又名“彩虹灣”，位于月球雨海邊緣。這個底部平滑的虹灣布滿火山熔巖，對于科學(xué)采樣有極大的幫助）。虹灣地區(qū)具備地形平坦、能源充足、通信暢通和軌控有效等特點，是著陸的最佳選擇地點。

北京時間2013年12月14日21時11分，發(fā)動機關(guān)機，嫦娥三號依靠自身重力下落，最后靠著陸器的四個支架腿緩沖落在月球表面。著陸腿穩(wěn)穩(wěn)地“站”上月面，嫦娥三號成功著陸。這是中國探測器首次登上地外天體。

2013年12月15日4時35分，從嫦娥三號著陸器中釋放出的“玉兔”月球車成功踏上月球，車輪在月面印出兩道深深痕跡。這是中國探測器留在地外天體上的第一串“腳印”?！坝裢谩痹虑蜍囎灾?20公斤，可以載重20公斤，能在月球上3公里范圍內(nèi)連續(xù)行走10公里，具有自動避開障礙物等功能。月球車有六個輪子，實際上就是一臺智能機器人，將攜帶360度全景相機、紅外光譜儀和粒子激發(fā)X射線譜儀等，能精細(xì)地探測月球表面的化學(xué)元素。

北京時間2013年12月15日23時許，嫦娥三號著陸器和“玉兔”月球車用各自攜帶的相機成功“互拍”，第一面登上月球的五星紅旗通過電視直播“亮相”。照片顯示，在虹灣地區(qū)布滿礫石和塵埃的灰黑色月面上，著陸器被陽光照得一片金色，月球車“胸前”的五星紅旗鮮艷奪目?！皟善鳌背晒ヅ囊馕吨鼈償y帶的載荷順利工作，這次任務(wù)“實現(xiàn)軟著陸、開展就位探測和巡視勘查”的目標(biāo)已經(jīng)實現(xiàn)。中國探月工程總指揮馬興瑞隨后宣布，嫦娥三號任務(wù)取得圓滿成功。

約一分鐘時間的互拍，并非簡單的“留影”。從幾小時前駛向拍攝點開始，月球車成功驗證了月面行走、地形建立、視覺定位、感知規(guī)劃等遙操作技術(shù)和車體控制、原地轉(zhuǎn)向、相機使用等工作模式。

由于在月球上，一晝夜長約28個地球日，月晝和月夜各長約14個地球日。從12月16日開始，月球車迎來月晝高溫考驗，月球車上太陽光直射部分高達(dá)100攝氏度，而背光的陰影部分低至零下，此時月球車轉(zhuǎn)入“午休”模式——移動等分系統(tǒng)停止工作。

月球車原定于12月23日結(jié)束“午休”，然而經(jīng)過北京航天飛行控制中心幾日的觀察和對各類遙測參數(shù)的判斷，認(rèn)為月球車狀態(tài)正常穩(wěn)定，可以承受在當(dāng)前環(huán)境下工作。為爭取更多科學(xué)探測時間和機會，經(jīng)研究決定，讓月球車提前結(jié)束“午休”。

12月22日凌晨，在地面的控制下，嫦娥三號著陸器與“玉兔號”月球車進(jìn)行了第5次互拍，首次傳回著陸器攜帶五星紅旗的清晰全景照片，兩器互拍任務(wù)圓滿結(jié)束。隨后，月球車“告別”著陸器，開始月面測試工作，并前往更遠(yuǎn)的區(qū)域繼續(xù)月面巡視勘察。

嫦娥三號是中國探月工程“繞、落、回”三步走的第二步。嫦娥三號任務(wù)成功實施，使中國成為世界上第三個掌握月球軟著陸和月面巡視探測技術(shù)的國家。盡管任務(wù)已經(jīng)成功，嫦娥三號的探月之旅并未結(jié)束。接下來的3個月甚至更長的時間里，“玉兔”號月球車將以每小時200米的速度和每一“步”7米左右的節(jié)奏巡視月面，并與留在落月點的著陸器一起，開展月表形貌和地質(zhì)構(gòu)造、月面物質(zhì)成分和可利用資源、地球等離子體層等科學(xué)探測。

中國的探月工程

中國探月工程是繼發(fā)射人造地球衛(wèi)星和實現(xiàn)載人航天之后，中國航天活動的第三個里程碑。人類的探月過程，大致可以分為探月、登月和駐月三大步，其中駐月是指在月球上建立基地，人類在月球上長期駐守。到目前為止，美國已經(jīng)完成了前兩步，前蘇聯(lián)完成了第一步，中國、歐洲、日本、印度等都完成了第一步第一階段任務(wù)，即繞月探測。嫦娥三號實現(xiàn)了中國航天器在月球首次軟著陸，從嫦娥三號著陸器中釋放出的月球車，進(jìn)行中國首次月球表面巡視探測，也就是說，中國探月已進(jìn)入第一步第二階段，即著陸月球探測。

2004年，中國發(fā)布了自己的空間探測計劃，月球探測一期工程正式啟動，國防科工委任命了中國月球探測工程總指揮、總設(shè)計師和首席科學(xué)家，各項工作進(jìn)入工程實施階段。探月工程也成為中國實現(xiàn)深空探測“零的突破”的標(biāo)志性工程。

2007年10月24日，由中國空間技術(shù)研究院承擔(dān)研制的嫦娥一號衛(wèi)星發(fā)射成功。該衛(wèi)星的主要探測目標(biāo)是：獲取月球表面的三維立體影像；分析月球表面有用元素的含量和物質(zhì)類型的分布特點；探測月壤厚度和地球至月亮的空間環(huán)境。2009年3月1日，嫦娥一號完成使命，撞向月球預(yù)定地點。

2010年10月1日，探月工程二期的技術(shù)先導(dǎo)星嫦娥二號發(fā)射成功。嫦娥二號主要任務(wù)是獲得更清晰、更詳細(xì)的月球表面影像數(shù)據(jù)和月球極區(qū)表面數(shù)據(jù)，因此衛(wèi)星上搭載的CCD照相機的分辨率更高，其他探測設(shè)備也有所改進(jìn)，為嫦娥三號實現(xiàn)月球軟著陸進(jìn)行部分關(guān)鍵技術(shù)試驗，并對嫦娥三號著陸區(qū)進(jìn)行高精度成像。

嫦娥三號任務(wù)自2008年2月立項，2013年12月實施。在嫦娥三號之后擇機發(fā)射的嫦娥四號主要任務(wù)是接著嫦娥三號著陸月球表面，繼續(xù)更深層次更加全面地科學(xué)探測月球地質(zhì)、資源等方面的信息，完善月球的檔案資料。

2013年12月16日，國防科工局新聞發(fā)言人吳志堅表示，嫦娥三號任務(wù)成功后，探月工程將轉(zhuǎn)入三期，主要目標(biāo)是實現(xiàn)無人自動采樣返回。另外，中國正在開展載人登月前期方案論證，有專家建議中國在2025年或2030年進(jìn)行載人登月。