從宏觀規(guī)劃來講,我國科學家早在1994年就進行了探月活動必要性和可行性研究,1996年完成了探月衛(wèi)星的技術方案研究,1998年完成了衛(wèi)星關鍵技術研究,以后又開展了深化論證工作. 經過10年的醞釀,最終確定我國整個探月工程分為“繞”、“落”、“回”3個階段. 第一步為“繞”,即發(fā)射我國第一顆月球探測衛(wèi)星,突破至地外天體的飛行技術,實現月球探測衛(wèi)星繞月飛行,通過遙感探測,獲取月球表面三維影像,探測月球表面有用元素含量和物質類型,探測月壤特性,并在月球探測衛(wèi)星奔月飛行過程中探測地月空間環(huán)境.第一顆月球探測衛(wèi)星“嫦娥一號”已于2007年10月24日發(fā)射. 第二步為“落”,時間定為2007年至2010年.即發(fā)射月球軟著陸器,突破地外天體的著陸技術,并攜帶月球巡視勘察器,進行月球軟著陸和自動巡視勘測,探測著陸區(qū)的地形地貌、地質構造、巖石的化學與礦物成分和月表的環(huán)境,進行月巖的現場探測和采樣分析,進行日-地-月空間環(huán)境監(jiān)測與月基天文觀測.具體方案是用安全降落在月面上的巡視車、自動機器人探測著陸區(qū)巖石與礦物成分,測定著陸點的熱流和周圍環(huán)境,進行高分辨率攝影和月巖的現場探測或采樣分析,為以后建立月球基地的選址提供月面的化學與物理參數. 第三步為“回”,時間定在2011至2020年.即發(fā)射月球軟著陸器,突破自地外天體返回地球的技術,進行月球樣品自動取樣并返回地球,在地球上對取樣進行分析研究,深化對地月系統的起源和演化的認識.目標是月面巡視勘察與采樣返回.這個探月計劃并不將人送上月球,在第二和第三階段都是由機器人來完成工作.當“繞、落、回”三步走完后,中國的無人探月技術將趨于成熟,中國人登月的日子也將不再遙遠.
具體實施,繞月探測工程是我國月球探測的第一期工程,即研制和發(fā)射第一顆月球探測衛(wèi)星.該星將環(huán)繞月球運行,并將獲得的探測數據資料傳回地面.該工程由探月衛(wèi)星、運載火箭、發(fā)射場、測控和地面應用五大系統組成.現已確定探月衛(wèi)星主要利用“東方紅三號”衛(wèi)星平臺,運載火箭采用“長征三號甲”火箭,發(fā)射場選用西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,探測系統利用現有航天測控網,地面應用系統由中國科學院負責開發(fā). 具體計劃是,“長征三號甲”火箭從西昌發(fā)射中心起飛,將“嫦娥一號”衛(wèi)星送入地球同步轉移軌道后實現星箭分離,衛(wèi)星最后進入環(huán)繞月球南、北極的圓形軌道運行,并對月球進行探測,軌道距離月面的高度為200公里. 設計壽命為1年的“嫦娥一號”衛(wèi)星,攜帶立體相機、成像光譜儀、激光高度計、微波輻射計、太陽宇宙射線檢測器和低能離子探測器等多種科學儀器,對月球進行探測.它在環(huán)月飛行執(zhí)行任務期間,主要獲取月面的三維影像,分析月面有用元素含量和物質類型的分布特點,探測月球土壤厚度,檢測地月空間環(huán)境.其中前3項是國外沒有進行過的項目,第4項是我國首次獲取8萬公里以外的空間環(huán)境參數.此外,美國曾對月球上的5種資源進行探測,我國將探測14種,其中重要的目標是月球上的氦—3資源.氦—3是一種安全高效而又清潔無污染的重要燃料,據統計,月球上的氦—3可以滿足人類1萬年以上的供電需求.月球土壤中的氦—3含量可達500萬噸. 嫦娥工程是一個完全自主創(chuàng)新的工程,也是我國實施的第一次探月活動.工程自2004年1月立項,目前已經完成了嫦娥一號衛(wèi)星和長征三號甲運載火箭產品研制和發(fā)射場、測控、地面應用系統的建設.2007年10月24日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空.月球探測是一項非常復雜并具高風險的工程,到目前為止,人類共發(fā)射月球探測器122次,成功59次,成功率為48%.中國長征三號甲運載火箭的成功率為100%.
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