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审稿:丁溯泉(曾任北京跟踪与通信技术研究所工程师、中国载人航天工程办公室高级工程师,现任北京天问空间科技有限公司总经理)

我国成功发射“嫦娥四号”月球探测器,它将在飞行27天后,着陆于月球背面预选着陆区,成为世界第一个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器。自古以来,人类就对神秘的月球有着极大的兴趣,也在不断探索月球的秘密。今天,我们就一起来回顾人类漫漫的探月征程!

月球是离地球最近的一个星球,所以从古至今人类一直对它很感兴趣。尤其是月球上有一些地球上稀有的宝贵资源、能源和特殊环境,开发它们可以造福于人类,推进科学发展;了解月球的起源对认识地球的起源和演变有帮助;它也可成为人类向外空发展的理想基地和前哨站。

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探月三部曲

截至2017年底,人类总共发射了132个左右的月球探测器,其中美国60个,苏联64个,中国4个,日本2个,欧洲1个,印度1个,成功率大约为50%,其中早期探月失败很多。在这一过程中,全球月球探测大致经历了三个发展阶段:

第一阶段1958~1976年的美苏空间竞赛引发的首次探月高潮阶段。当时苏联和美国展开了以探月为中心的空间竞赛,发射了上百个形态各异的月球探测器,苏联有3个系列月球探测器,美国有5个系列月球探测器等。此外,美国还进行过6次载人登月。其主要目的是进行太空争霸,开展空间探索。

第二阶段1976~1994年的深入研究探月意义的冷静思考阶段。在此阶段只有日本进行过1次探月活动。其原因是随着冷战形势的缓和;已经或准备探月的国家或组织开始总结探测活动耗资大、效率低和探测水平不高的经验与教训,然后提出新的探测思路和战略;利用这一时期把月球探测技术向各领域转化、推广和应用;积极加速研制新的空间往返运输系统和高效探测的装备;用较长时间进行探测资料的消化、分析与综合,将月球科学研究提高到更高理性认识的阶段。

日本首个月球探测器飞天号与所携带的造箭室号子探测器(顶部)

第三阶段从1994年起至今开展的第二次探月高潮阶段。因为通过大量地总结和分析以往探月的经验、教训和成果表明,探月具有多方面意义,对人类社会具有重要的推动作用。美国于1994年1月21日和1998年1月6日分别发射的“克莱门汀”、“月球勘探者”探测器,发现月球两极存在大量水冰,从而进一步激发了人类新的探月热情,于是拉开了第二次探月高潮的序幕。在进入21世纪后,全球探月再掀高潮,并呈现出许多与以往不同的新特点。

美国“月球勘探者”在轨飞行示意图

随着政治、科技和经济等各方面发生的巨大变化,第二次探月热潮与冷战时期开展的第一次探月热潮有明显的不同,比如:

●探测月球的目的由冷战时期主要满足政治和科学需要,改变为把科学探索和经济利益相结合,以探测月球资源为主,为未来月球资源开发、利用打基础。

●探月的规模更宏大,采用的技术更新。在第二次探月热潮发射的各类月球探测器无一失败,这表明人类的探月技术有了较大提高。

●打破了20世纪只有美苏2个国家对月球探测的垄断局面,欧洲、日本、中国、印度和美国等国家或组织都纷纷进行月球探测,并还将有越来越多的国家参与,且逐渐转变成以国际合作方式为主。

采用国际合作的印度月船-1飞行示意图

随着月球探测技术水平的不断提高,探测月球的方式也越来越多,从而使月球探测的广度和深度不断扩大。从月球近旁飞过或在其表面硬着陆的探月方式已不采用了,现在和可以预见的将来主要采用以下探月方式:

●用绕月探测器的方式取得信息,这样能有较长的探测时间并获取较全面的资料。

●探测器在月球表面软着陆,以固定或漫游车的方式进行实地考察、拍摄探测和取样分析等。

●用载人或不载人探测器在月面软着陆后取得样品返回地球,进行实验室分析。

●进行撞击式探测,它与早期的硬着陆不同,是一种新兴起的探测方式,主要是探测月球的内部结构和组成,发挥探测器的余热。当然,也有专用撞击器。

●在月球建立永久性载人基地,以开发和利用月球的资源、能源和特殊环境,并为载人火星航行开道铺路。

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国外月球探测进程

在冷战时期,主要是苏美进行以政治目的为主,科学目的为辅的探月竞争。

苏联1959年1月2日发射的月球-1实现了人类首次飞越月球。此后一直到1976年,苏联先后发射了24个“月球”系列探测器,进行了巡视探测、采用返回探测等活动。苏联还发射过“宇宙”、“探测器”系列月球探测器

苏联研制的世界第1辆能在月面自动行走的月球车

美国早期实施过6个探月计划,即“先驱者”、“徘徊者”、“勘察者”、“月球轨道器”、“探险者”系列月球探测器和“阿波罗”系列载人登月飞船。


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2018年12月08日

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