嫦娥奔月

2007年10月24日18时05分，在四川西昌卫星发射中心，长征三号甲运载火箭托举着“嫦娥一号”卫星顺利升空——“嫦娥一号”就这样开始了奔月之旅。“嫦娥奔月”，这个在中国流传了千年的传说，不知承载了多少炎黄儿女的飞天梦想，在2007年这个明媚的秋日开始变为现实。

2004年，中国政府正式启动中国探月工程。中国启动首次月球探测工程的时候，距美国“阿波罗11”号飞船实现人类首次登月已经过去了近40年！“美国都已经登上月球了，我们去绕月球有啥意思？”一时间，互联网上人声鼎沸。在人类的奔月航程上，发达国家的航天器帆影点点。远有美国的“阿波罗”、前苏联的“月球号”，近有欧空局的“智慧一号”、日本的“月亮女神”、印度也将要发射自己的“月船1号”探月卫星……

距离地球38万公里的月球，是中国的空间探测器尚未到达之地。“作为世界第三个掌握载人航天技术的国家，这是一个很大的跨越。”著名天文学家、科普作家李元说，“从技术上讲，发射月球探测卫星和发射别的火箭，并没有太大区别，但从距离上讲，之前我们只是在距离地球表面8万公里的空间活动，而现在才是真正地飞出地球，进行深空探测，这对测控技术是一个巨大的飞跃。我们能够跨越到月球，才有条件跨越到更远的地方，比如火星。”

中国探月计划，第一步就要跨越国外的初始阶段，从第三种方式绕月飞行开始。“嫦娥一号”探测目标基本是填补人类探月成果空白的。制作月球的三维景象图，国外没有做过。美国对月球上5种资源进行过探测，“嫦娥一号”要探测14种，还要首次探测月壤的厚度。中国首次探月工程，五大系统使用的都是国内成熟技术，一期工程完全是国产货，全部是“中国制造”，工程投资只相当于一个城市修建两公里地铁的钱。

“嫦娥一号”卫星是我国第一个月球探测卫星，于2005年年底完成了卫星初样产品的研制和相关试验，2006年10月前完成探月卫星正样产品的设计、研制、总装、测试和各项试验，2007年8月已完成了产品研制，并通过了各项试验考核验证。

“嫦娥一号”卫星选用“东方红三号”卫星平台，并充分继承中国资源2号卫星和“中巴地球资源卫星”等的现有成熟技术和产品，并进行了适应性改造。其外形与“东方红三号”卫星相似，卫星本体为一个2.22米×1.72米×2.2米的六面体，两侧各装有一个大型展开式太阳电池翼，当两侧太阳翼完全展开后，最大跨度可以达到18米，重量为2350千克，设计工作寿命为一年，将运行在距月球表面200千米高的极月圆轨道上。该卫星的主要探测目标是：获取月球表面的三维立体影像，分析月球表面有用元素的含量和物质类型的分布特点，探测月壤厚度和地球至月亮的空间环境。

“嫦娥一号”由结构与机构、热控制、供配电、制导、导航与控制、推进、数据管理、测控数传、定向天线和有效载荷等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。其中星上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的保障系统。

由于中国没有合适的能够直接把“嫦娥一号”运送到月球表面轨道的大型运载火箭，因此，中国科学家创造性地决定采取多级推进的方式将月球探测卫星送入月球轨道。按照发射方案，卫星在和运载火箭分离后，将先在地球轨道上运行3-4圈，逐步加速到地-月转移轨道的入口速度，随后沿大椭圆轨道飞向月球。具体飞行程序大致分为三个阶段：一是调相轨道段，卫星与运载火箭分离后，通过3次近地点变轨，然后不断加速，然后选择一个恰到好处的“窗口”，让卫星依靠自己的推力挣脱地球引力的束缚，进入奔向月球的地-月转移轨道。二是地月转移轨道段，卫星要在该阶段飞行5-6天，其间会进行2-3次中途修正，以确保正确进入预定月球轨道。三是环月轨道段，当卫星到达距月球200千米位置时，开始减速制动，通过3次近月点制动逐步降低轨道近月点，最终到达高200千米的极月圆轨道，进入正常工作状态。从发射到进入环月工作轨道，共需约8-9天。卫星将绕月运行1年，对月球的地质、土壤、环境和资源进行探测。目前卫星设计飞行速度为每秒十几千米。这一速度还可进一步提高。

据称，“嫦娥一号”是世界上第一颗以这种全新方式奔向月球的卫星。11月7日，它沿着这条地月转移轨道，精确地飞向月球。世界航天界惊呼：中国探月卫星飞向月球，完美得毫无悬念！以往，我国的绝大多数卫星都在距离地面不过8万公里以内的轨道活动，“嫦娥一号”卫星距离地面最远可达44万公里，是地球同步卫星的5倍以上。而且月球以及月球与地球和太阳的相对关系非常复杂，所以“嫦娥一号”卫星与一般的地球卫星有很大不同，在轨道设计、测控、制导导航与控制、热控和数据接收天线研制等方面具有自己的特殊性和关键技术。

“嫦娥一号”卫星不仅需要对月球进行全天候的观测，还需要把太阳能电池板始终对准太阳，同时又要把传送天线对准地球。“嫦娥一号”卫星的任务是环月探测，不再返回球。因为卫星有多次的加速和减速过程，所以不同阶段卫星的飞行速度是不一样的。地月转移轨道入口的速度为10.9公里/秒左右，嫦娥一号将抵达离月球200公里高的的轨道上进行绕月探测活动。

在“嫦娥一号”绕月飞行期间，中国科学家几次根据探测任务需要调整其飞行轨道高度，从最低15公里到200公里，每次轨道机动都非常成功，这也表明中国的远地点火箭发动机根据需要随时点火和深空数据传输技术都经受了实践考验，是非常成功的。特别是在探月卫星进入月球阴影后，卫星需要忍受极低的宇宙温度考验，还要承受电池板无法持续供电的考验，以及在月食发生时间段内卫星承受考验的能力。所有实践都证明，中国“嫦娥一号”的设计和运行是非常成功的。

据国家航天局网站消息，在完成了一系列的探测任务，经历了长达494天的太空漫游后，“嫦娥一号”于2009年3月1日成功实施落月。“嫦娥一号”为什么要撞月呢？说白了，就是废物再利用，第一是为了探寻月面物质构成，第二个目的是为未来的月面软着陆进行技术积累。

“嫦娥一号”从发射成功后到实现落月已经运行一年有余，出色完成四大科学任务，获得了一大批珍贵的科学成果。第一，获得了月球0度到南北纬70度之间的全月面图，经过国内各个方面的专家院士鉴定，大家一致认为，它是迄今为止世界上最全面、质量最高、准确度最高的一张月图。此外，还完成了原先预定的任务之外的南北极70度到90度之间的月面图，这在以前是没有的。第二，测定了月球表面的多种元素分布以及所含的矿物。第三，完成了研究月球内层土壤各个地方的厚度，以此估算月壤中氦-3的资源量和分布特征。这是我们首次尝试，世界上其他国家没有做过，我们也较好的完成了这项任务。第四，完成了月球环境探测，了解了月球表面以及空间的数据。

中国探月计划首席科学家欧阳自远说：“探月的价值是难以简单衡量的,以美国阿波罗计划为例,它不但带动了美国科技、经济、军事等的发展,还衍生出了3000多种技术成果。”

中国的这次历时一年多的探月之旅，不但丰富了中国的深空探测技术和地月宇宙环境知识，除了带动了国内新技术新材料的研发工作，还将进一步推动中国的宇宙飞行器控制和通讯技术，将会对中国下一波次的深空探测，带来无法预料的促进作用。

“嫦娥一号”工程的核心是实现从地球走向月球，充分利用中国现有的成熟航天技术，研制和发射月球探测卫星，突破地月飞行、远距离测控通信、绕月飞行、月球遥感与分析等技术，并建立中国月球探测航天工程的初步系统。我国月球探测近期规划共分为“绕”“落”和“回”三个阶段。

绕：即“嫦娥一号”绕月工程，就是研制和发射中国第一颗月球探测卫星，以获取月球的三维立体图像等。这是我国月球探测的第一期目标，这一工程目前已经实现。

落：探月二期工程。在实现“绕”的基础上，再过三至五年时间实施‘落’，就是发射月球软着陆器，试验月球软着陆和月球车巡视勘察。

回：探月三期工程。就是不仅向月球发射软着陆器，而且发射小型采样返回舱，采集关键性月球样品返回地球。目前我国月球探测的所有工作开始围绕“落”这一目标进行。

绕月探测，可以说是中国航天继中国发射卫星和实现载人航天后的第三个里程碑，它标志着中国航天又向深空探测迈出了重要的一步。同时也标志着中国航天正在向着既定的下一个目标大步迈进！