中国欧宝体育官方网站探月工程与嫦娥姐妹的故

欧宝体育官方网站前言

熟悉我国探月计划的读者可能知道，在探月阶段，我们将实施“绕、着陆、回”三步走战略。带回月球土壤样本。今天，通过这篇文章，我们回顾一下我国探月计划从启动到今天所走过的不平凡历程。

写在前面

欧宝体育官方网站作者为什么写这篇文章？我先在这里解释一下：

①今年是我国的航天年，所以做个探月小盘点。

②心系嫦娥，关心广寒宫。

欧宝体育官方网站③向研究人员致敬。

家乡的明月，清澈的眸子中国首次月球探测工程，漫天的银河，无尽的遐想。

1.中国探月工程总体规划

欧宝体育官方网站在我们静静等待嫦娥五号返回地球的机会之前，我们先来看看中国探月工程的总体规划，了解这一系列探月成果背后的任务，各个阶段的任务和完成状态。

根据国家航天局公布的信息，我国探月工程总体规划如下：

中国探月工程计划“绕、落、回”三个阶段。

欧宝体育官方网站探月工程一期的任务是实现绕月探测。嫦娥一号卫星于2007年10月24日发射，已在轨运行16个月。2009年3月成功与月球相撞，使中国自主研制的卫星进入月球轨道并获得满月图。

探月工程二期任务是实现月面软着陆和自动巡视测量。嫦娥二号于2010年10月1日发射，作为先导卫星，二期工作进行了多项技术验证，进行了多项扩容实验，目前任务已结束. 嫦娥三号探测器于2013年12月2日发射升空，12月14日登陆月球，进行了探月勘测，获得了大量工程和科学数据。嫦娥三号着陆器仍在工作，是月球表面工作时间最长的人造飞船。嫦娥四号任务是嫦娥三号的备份，

探月工程三期任务是实现无人采样返回，项目于2011年立项。2014年10月24日，我国实施探月三期再入返回飞行试验任务项目验证接近第二宇宙速度的再入飞行器再入返回相关关键技术。11月1日，飞机服务舱与再入飞行器分离中国首次月球探测工程，再入飞行器在预定区域成功降落，试验任务圆满成功。随后，服务舱继续开展扩容实验，先后完成了远地点54万公里、近地点600公里大椭圆轨道的扩容实验，围绕地球和月球的L2点进行探索，并返回月球轨道进行嫦娥五号任务相关实验。服务舱未来还将继续开展扩容测试任务。

在这里，我们更新嫦娥四号的内容。

嫦娥四号（Chang'e 4），是我国探月工程二期发射的探月探测器，也是人类第一个登陆月球背面的探测器；月球背面首次软着陆和检查调查，意义重大，影响深远。

嫦娥四号于2018年12月8日发射；2018年12月12日完成近月制动，被月球捕获；它于2019年1月3日降落在月球背面的预选区域；2019年1月11日，他们完成了与玉兔二号的互拍工作。

截止2020年10月11日，嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车成功自主唤醒，迎来第23天工作期。嫦娥四号在月球背面度过了647个地球日。

下面是嫦娥四号飞行轨迹示意图。在这里，笔者认为“鹊桥”接力之星的作用至关重要。

图1 嫦娥四号飞行轨道示意图

接下来，我们来看看嫦娥姐妹在探月各个阶段的表现。

2.嫦娥一号

嫦娥一号是我国探月计划中第一颗绕月运行的人造卫星。它以中国古代神话人物嫦娥命名。

2007年10月24日，嫦娥一号从西昌卫星发射中心发射；2009年3月1日，嫦娥一号完成任务，在预定位置撞击月球表面。

嫦娥一号卫星首次绕月成功，为我国航天事业树立了第三个里程碑，突破了一大批具有自主知识产权的核心技术和关键技术，使我国成为少数几个国家之一世界上具有深空探测能力的公司。国家。

图2 嫦娥一号探月目标

嫦娥一号主要科学勘探目标：

首先是获取月球表面的三维图像；二是分析月球表面有用元素含量和物质类型（如氦3））的分布特征；三是探测月土厚度；四是探测空间从地球到月球的环境。

嫦娥一号CCD立体相机获取的数据绘制的全月三维数字地形图如下，其精度也是世界最高的。

图3 满月3D数字地形图

满月图像，包括月球的北极和南极。

图 4 满月影像图

至此，嫦娥一号“绕月”任务圆满结束。

3.嫦娥二号

嫦娥一号成功完成探月任务后，嫦娥二号开始首次亮相。

嫦娥二号其实是嫦娥一号的后备星，也就是说，如果嫦娥一号出现异常，任务没有按预期完成，那么嫦娥二号就会登场继续执行绕月飞行的任务。嫦娥一号任务圆满完成，嫦娥二号进行了一些技术改进，作为探月工程二期试点和部分关键技术试验。

众所周知，建造一颗卫星或一个探测器，从总体规划、系统设计、子系统设计到集成、实验室测试、地面现场测试、模拟环境测试，都需要很长时间。由航天大型科研院（所）、科研院所、企业、高校等数十万家参会单位共同完成。所以，这颗后备之星是不能浪费的。

嫦娥二号任务时间表：2010年10月1日，嫦娥二号从西昌卫星发射中心发射；2010年10月6日，嫦娥二号被月球俘获并进入月球轨道；2011年8月25日 2012年12月15日，嫦娥二号进入绕拉格朗日L2点的轨道；2012年12月15日，嫦娥二号项目宣布竣工。

嫦娥二号意义：嫦娥二号任务的圆满成功，标志着我国在深空探测领域取得突破，掌握了一大批具有自主知识产权的新核心技术和关键技术，为后续实施探月工程二期奠定基础。“落”与“返”以及下一步开展火星等深空探测奠定了坚实的技术基础，中国在从航天强国向航天强国转变的进程中又迈出了重要一步。

嫦娥二号，小行星探测的先驱。

作为二期探月工程的先导星，嫦娥二号将检验探月工程的部分关键技术，深化探月科学探索。研发团队经历了近三年的艰苦奋斗，无数次的计算、论证、推演……一个技术难题终于被一一攻克。

2010年10月1日，嫦娥二号成功发射，卫星轨道设计、导航控制、微型摄像机视频成像等多项技术得到验证。在半年的设计生命周期中，嫦娥二号全面完成了6项重大工程目标和4项科学探索任务，获得了一批重要科学数据；经过全周期的飞行探测，成功绕L2点飞行，进入转移轨道；2012年12月13日，嫦娥二号与国际编号4179图塔蒂斯小行星由远及近擦肩而过。》，最近交会距离不到1公里，实现了我国首次跨越小行星探测中国首次月球探测工程，成为我国第一个行星际探测器；在那之后，嫦娥二号飞到1亿公里外，开展我国深空探测能力。已验证。

图5 嫦娥二号探月目标

图6 嫦娥二号4.嫦娥三号六大创新突破

2008年3月，二期探月工程获批，嫦娥三号研制工作缓缓拉开。与嫦娥一号、嫦娥二号相比，嫦娥三号探测器技术跨度大、设计约束多、结构更复杂，新技术、新产品占80%。

从环绕月球到设置月球，需要一个重要的步骤。

嫦娥三号探测器是我国第一个软着陆月球的无人月球探测器。嫦娥三号探测器由月球软着陆探测器（简称着陆器）和月球表面巡逻探测器（简称漫游车，又称玉兔月球车，英文：Yutu，或玉兔）组成.

嫦娥三号任务时间表：嫦娥三号探测器于2013年12月2日在中国西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射升空；它于14日成功降落在月球雨海的西北侧；15日，完成了着陆器与漫游者的分离，先后开展了“观天、观地、测月”的科学探索等预定任务，并取得了一定成效。2013年12月16日，中国正式宣布嫦娥三号任务成功。2016年8月4日，“玉兔”号月球车正式退役。

图7 嫦娥三号探月目标

面临新技术、高难度、复杂系统等风险带来的巨大挑战和困难。2013年12月14日，嫦娥三号探测器成功登陆月球，实现了我国航天器首次外星体软着陆，并开展了巡视和科学探索。嫦娥三号任务取得圆满成功，为我国航天事业发展树立了新的里程碑，也为我国在人类走向科技高峰的征程中树立了新的高度。

图 8 嫦娥三号着陆器和漫游车

据悉，嫦娥三号由五个系统组成：

探测系统：探测系统由中国航天科技集团公司负责，主要任务是研制嫦娥三号月球探测器。嫦娥三号探测器由着陆器和漫游车（月球车）组成。登陆月球表面后，在测控系统和地面应用系统的支持下，探测器携带的有效载荷进行科学探索。运载火箭系统：运载火箭系统的主要任务是研制改进的长征三号乙运载火箭。在西昌卫星发射中心，嫦娥三号探测器将直接发射到近地点高度200公里、远地点高度38万公里。追踪。

发射场系统：西昌卫星发射中心承担嫦娥三号发射任务。对发射场系统进行了改造，使其具备长征三号乙改进型火箭的试射能力。

测控系统：测控系统的主要任务是对运载火箭、飞行各阶段的飞行器和探月阶段的探测器进行测控、测轨定轨、月球目标定位等。在月球坠落后控制着陆器和漫游者。地面应用系统：地面应用系统的主要任务是：根据科学探索任务，研究并提出有效载荷配置要求；制定科学探索计划和有效载荷运行计划，监测着陆器和漫游车有效载荷运行状况，编制有效载荷控制。命令并注入数据，完成payload操作管理；使用北京密云50m和云南昆明40m两个地面站并联工作，同时接收来自着陆器和流动站的下行探测数据，用于本地存储和备份；处理、解释和组织科学应用研究；受月球探测与航天工程中心委托，按规定管理科学探测数据和分发数据产品。

在笔者看来，最关心的是探测器系统和测控系统的发展。众所周知，探测器系统和测控系统一般都有FPGA芯片和射频器件。作为一个FPGAer，自然最关注这个东西。除了系统信号处理和地月通信外中国首次月球探测工程，芯片本身还必须考虑单事件翻转和抗辐射问题。我们把探测器送到了月球，但人类没有去那里。所有调度和控制都在地面测控中心完成。指令被传送到月球探测器，探测器根据指令执行相应的操作，例如部署太阳能电池板。、月面检测、自醒等

嫦娥三号成功实现了我们登月的中国梦。

人们一直想知道月球上是否有水。对于这个问题，月基光学望远镜给出的答案是：没有。

中国科学院国家天文台研究员魏建彦说：“我们测量了月球表面以上的水含量，得到了有记录以来的最低测量值，符合预期。” 这是第一次明确证明月球上没有水。

水是生命之源，月球上没有水意味着外星生命可能不存在。

最让笔者印象深刻的是，宇宙中是否存在一种非碳基生命，不需要氢氧化物来维持生命，而是利用氮、硫化物、碳氧化物等来维持生命，甚至利用太阳风暴来维持生命。维持生命。去深空旅行。

5.嫦娥四号

嫦娥四号是嫦娥三号的后备星。

在发射嫦娥四号之前，首先发射了一颗接力星鹊桥。

鹊桥相会，世间胜胜数不胜数。

图9 嫦娥四号探月目标

图10 嫦娥四号探月任务

为什么要去月球的另一边？由于月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同，所以月球总有背对地球的一面，称为月球背面。因此，人类一直无法从地球上看到月球的背面。虽然之前已经发射了 100 多个月球探测器，其中包括 65 个月球着陆器，但只有无人月球轨道器和载人阿波罗。罗已经看到了月亮的另一面。中国科学院月球与深空探测综合司司长邹永辽告诉记者：“1950年代以来，已向月球发射了100多个探测器和轨道器。但从着陆器探测来看，月背一回无。常'

着陆器和火星车的高清互照来了！

图 11 玉兔二号全景相机拍摄嫦娥四号着陆器

图 12 嫦娥四号着陆器地形相机拍摄的玉兔二号火星车

所以，我们要去，我们要去一个特殊的地方，看看有没有和表面不一样的秘密。

据了解，嫦娥四号巡航总成的着陆区位于月球背面的艾特肯盆地。邹永辽介绍，月球分为三大地体，即克里普岩、斜长石、艾特肯盆地。

中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁说：“人们普遍认为中国首次月球探测工程，这个盆地可能是在大爆炸或小天体撞击时形成的，这意味着宇宙中最早的一些信息。而且这个盆地的深度为12公里，将有助于我们获得有关月球深处物质的信息。” 据介绍，嫦娥四号将对月球背面的地形、矿物成分、探测区浅层结构、地幔物质等进行科学探索和研究，为开发月球资源做出贡献。开发利用提供宝贵的第一手资料。

国务院高度评价嫦娥四号任务：嫦娥四号任务取得圆满成功。人类历史上第一次，飞船实现了对月球背面的软着陆和巡视，首次实现了地球与月球背面的测控通信，留下了一个标记在月亮的背面。中国探月的第一步，揭开了远古月背之谜，开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。

嫦娥四号在月球背面实现了中国探月的足迹。

6.嫦娥五号

嫦娥五号：嫦娥五号的“探路先锋”

2014年11月1日凌晨，嫦娥五号探测器再入返航试验机“嫦娥五号”按既定计划安全着陆。作为探月工程三部曲中“返回”的重头戏，在探月工程采样返回任务的第三阶段，最终将样本带回地球的返回者对任务的成功至关重要。的航天器已完成再入、着陆和回收经验。

研发团队对嫦娥五号任务所需关键技术进行深入研究，提出“先进行试飞，验证高速再入返航可行性”的思路. 号“探路先锋”任务，提前扫清技术障碍。

与近地航天器的再入返回相比，月球返回飞行器的再入返回具有再入速度高、航程远、热环境复杂等特点。研制团队突破了轨道设计与控制技术、气动技术、热防护技术、再入导航与控制技术等六项关键技术，实现了中国航天器首次以第二宇宙速度返回地球。探月工程的实施和不断推进，奠定了坚实的基础。

因此，目前返航者在从月球跑到地球的时候，我们已经做了很多前期准备，各种返航技术都经过了测试和验证。预计返回者将带着月球土壤和岩石顺利返回地球，并在内蒙古预定着陆点着陆。

图13 嫦娥五号探月目标

11月24日4时30分，我国用长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射了探月工程嫦娥五号探测器。火箭飞行约2200秒后，探测器成功送入预定轨道，开启了我国第一次地外天体采样回程。

嫦娥五号任务计划实现三大工程目标：一是突破窄窗多轨绑定发射、月球自动采样打包、月球起飞、月球轨道交会对接等关键技术，以及月球样本储存，提高我国航天技术水平；二是实现我国首次实现地外天体自动采样返回，推动我国科技取得重大进展。

嫦娥五号任务的主要科学目标是：对着陆点区域进行地形探测和地质背景调查，获取与月球样本相关的现场分析数据，建立现场与现场之间的联系。检测数据和实验室分析数据；系统和长期的实验室研究分析了月球土壤的结构、物理性质和物质组成，深化了对月球起源和演化的研究。

图 14 嫦娥五号发射瞬间

12月1日23时11分，嫦娥五号探测器在西经51.8度、43.1度的月前附近预定着陆区成功着陆北纬，并发回着陆图像。图片。

图 15 嫦娥五号着陆时刻

12月1日22时57分，嫦娥五号着陆器与上升器组合从距离月面约15公里处开始下降，开启7500N变推力发动机，相对月球逐渐增加探测器的速度从大约 1.7km/s 下降到零。在此期间，探测器进行了快速的姿态调整，逐渐接近月球表面。之后，进行了障碍物的自动检测。着陆点选定后，开始避障下降和慢速垂直下降，顺利降落在月球正面风暴洋中的拉姆克山脉以北地区。在着陆过程中，着陆器上配置的着陆相机拍摄了着陆区域的图像。

图 16 嫦娥五号探测器动态下降过程中着陆相机拍摄的图像

嫦娥五号开挖钻孔取样。

图 17 采样过程

图 18 钻孔采样

采样分为钻孔采样和地面采样。多点采样完成后，样本将通过上升器送入月球轨道进行交会对接。

12月3日23时10分，嫦娥五号上升器的3000N发动机工作了约6分钟，成功地将携带样品的上升器送入预定的绕月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。

在点火起飞前，上总成实现了月旗的展开和上升器与着陆器的解锁分离。这面国旗的展开是我国第一次实现了国旗在月球表面的“独立展示”。点火起飞后，上升器经过垂直上升、姿态调整和入轨三个阶段，进入预定的绕月轨道。然后，上升器将与在月球周围等待的轨道组件会合对接，将月球样本转移到返回器，返回器将等待合适的月球地球入口窗口并准备返回地球。

月亮桌上的旗帜打开，五颗星光熠熠，眼中充满了泪水。

图 19 国旗展示

北京时间12月6日5时42分，嫦娥五号上升器与轨道返回器组合成功交会对接，样本容器于6时12分安全转移至返回器。这是我国首次实现月球轨道交会对接。

图20 轨道器逐渐接近上升器

从上升器进入绕月飞行轨道开始，通过远程引导和短程自主控制，轨道器和返回器组合逐渐接近上升器，用爪子捕获上升器，完成交会对接。

图21 轨道器与上升器完成交会对接

一个温柔的太空吻，月亮可以借鉴。

北京时间12月6日12时35分，嫦娥五号轨道返回器组合成功脱离上升器，进入绕月等待阶段，准备适时返回地球。

图 22 轨道返回组件与立管分离后的仿真图

部分月土留湖南安抚毛主席；另一个将留在北京进行科学研究。

中国探月工程总设计师吴伟仁：“毛主席曾经说过‘九天可以追月’，现在我们已经做到了‘九天追月’，所以把月球土壤放在湖南也是毛主席的安慰。”

我们期待着使用我们自己的探测器从月球带回月球土壤，而不依赖于其他人。

孤独的地球无法阻止人类向宇宙深处进军。我们的旅程是星辰大海和大海。

这辈子不后悔进入中国，蓝色的星球一定会被中国的夏月照亮。

“我没有时间去想过去，我只想着未来。” ——钱学森

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