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【天文成就回顾10】中国探月“三步走”圆满收官

上海天文馆 上海天文馆 2023-07-23

喜迎国庆,喜迎“二十大”,即日起我们特别推出 2012-2022天文领域二十项成就回顾系列,每日一推。查看下图,速来揭晓“今日成就”。


2020-12

完成“绕、落、回”三步走战略规划


“嫦娥工程”如期圆满完成“绕、落、回”三步走战略规划,中国探月开启人类月球探测新篇章,为航天科技和空间科学的发展做出了中国贡献。





2004年,我国探月工程立项实施并命名为嫦娥工程”,确定了“绕、落、回”三步走战略规划。2006年,“载人航天与探月工程”列入国家十六个重大科技专项。

2007年10月24日,嫦娥一号卫星成功发射,实施“绕”月探测,迈开了中国探月工程的第一步。在轨有效探测16个月,首次实现我国自主研制的卫星进入月球轨道,并获得全月图。2008年11月12日,由嫦娥一号拍摄数据制作完成的中国第一幅120米分辨率全月球影像图公布,是当时世界上已公布的月球影像图中最完整的一幅影像。“三步走”第一步顺利实现。

中国首次月球探测工程全月球影像图

2010年10月1日,嫦娥二号探测器成功发射,10月9日,嫦娥二号卫星在成功实施第三次近月制动后,顺利进入轨道高度为100公里的圆形环月工作轨道。作为探月工程二期的先导星,她验证了落月部分关键技术。2012年2月6日,国防科工局发布了嫦娥二号月球探测器获得的世界上首幅7米分辨率全月图,比嫦娥一号提升了17倍。

“嫦娥二号”飞行过程示意图

至2011年4月1日,嫦娥二号半年设计寿命期满,既定的六大工程目标和四大
科学探测任务圆满完成。6月9日,嫦娥二号受控飞离月球,奔向距地球150万公里远的日地拉格朗日L2点,这也是中国第一次开展拉格朗日点转移轨道的设计和控制,也同时实现了150万千米远距离测控通信试验,标志着中国成为世界上第三个造访日地L2点的国家或组织,也是世界上第一次从月球出发到达这个位置。2012年12月13日,嫦娥二号卫星继续执行拓展任务,飞离日地拉格朗日L2点约200天后,在距地球约700万公里远的深空与近地小行星图塔蒂斯(4179 Toutatis)交会,并获取小行星高清晰图像。至2013年7月,嫦娥二号与地球的距离已经突破5000万公里。

“嫦娥二号”拍摄的“图塔蒂斯”(Toutatis)小行星间隔成像照片

2013年12月2日,嫦娥三号探测器升空,14日成功在月球正面雨海西北部着陆,我国首次实现月面软着陆并开展自动巡视勘察。“三步走”的第二步“落”宣告成功。嫦娥三号探测器工作了5年时间,创造了人类探测器在月球表面工作的最长纪录;是我国首次研发地外着陆、巡视航天器、首次实施月面遥操作。同时,这也是人类时隔40多年再次获得清晰的月面照片。

“嫦娥三号”探测器

“玉兔号”月球车

除了工程目标的顺利实现,嫦娥三号着陆器和玉兔号月球车也取得了丰硕的科学成果。如:利用测月雷达完成了首幅月球地质剖面图,首次研究了雨海北部地区的地质特征及其浅表层的地质结构,获得该区月面下125m、210m和330m处的分层结构和月表物质介电常数,明确了不同期次喷发的玄武岩之间的分界面,为研究月球从形成到现在的演变历史提供了科学依据。极紫外相机取得了153幅15个地球半径的空间等离子体层极紫外观测动态变化图,首次观测到亚暴发生期间地球空间等离子体层等离子体环的膨胀现象。首次在月球上利用天文望远镜获取优于13等星的连续近紫外波段图像,在含致密星的相互作用机制、色球活动及耀发机制、活动星系中超大质量黑洞吸积物理过程等研究领域取得创新性研究成果。

“嫦娥三号”全纪录

2018年5月21日,嫦娥四号任务的中继通信卫星“鹊桥”发射成功。“鹊桥”稳定运行在地月引力平衡点轨道,解决了月球背面与地球的通讯问题。同年12月8日,嫦娥四号探测器从地球启程,于2019年1月3日成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区,实现人类探测器首次月球背面软着陆。至今年7月,嫦娥四号已完成第44月昼工作,玉兔二号月球车累计行驶里程1239.88米。嫦娥四号首次通过原位探测直接得到月球深部物质组成,揭示月球背面,对月壤的形成与演化模型提供关键证据,为日后月球南极着陆和巡视探测选址等提供重要参考。

玉兔二号巡视器全景相机对嫦娥四号着陆器成像

嫦娥四号着陆器地形地貌相机对玉兔二号巡视器成像

 嫦娥四号”着陆区地质背景图(左)
玉兔二号”前13月昼巡视路线图(右)

2020年11月24日,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,将嫦娥五号探测器送入预定轨道。12月1日,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面风暴洋北部吕姆克山脉附近地区。嫦娥五号是中国探月工程的第六次任务,也是中国航天最复杂、难度最大的任务之一。嫦娥五号是中国首次无人月面取样返回任务,共取回1731克月壤,使中国成为第三个成功采集月球土壤的国家,为我国探月三期工程画上了圆满的句号。随着嫦娥五号月球样品的分析和研究工作陆续展开,月球科学研究也迎来了大丰收。研究建立起新的更精确的月球年代函数模型、准确测定了月壤样品中40多种元素的含量、发现表层中存在大量的太阳风成因水、发现月球新矿物并被命名为“嫦娥石”……

“嫦娥五号”钻取采样过程记录

上海天文馆所藏月壤样品

嫦娥石和共生矿物扫描电镜照片

如期圆满完成“绕、落、回”三步走战略规划,中国探月开启人类月球探测新篇章,为航天科技和空间科学的发展做出了中国贡献。星空浩瀚无比,探索永无止境,中国探月步伐也从未停歇。以此为起点,中国探月工程四期将开启新征程,在未来十年之内将陆续实施嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号任务。



编辑:一枝花

审核:水仙

绘画:盛盛、凯丽

来源:国家航天局、人民日报




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