论文部分内容阅读
自古以来，我国民间就流传着“嫦娥奔月”“吴刚伐桂”“玉兔捣药”等许多关于月亮的美丽传说。2004年1月，被称为“嫦娥工程”的中国探月计划开始实施。嫦娥一号卫星成功完成环绕月球的飞行和探测，圆满实现了探月工程一期“绕”的目标;嫦娥二号卫星除了进行环绕月球的探测外，还飞往日地拉格朗日点L2和图塔蒂斯小行星进行了探测;嫦娥三号探测器成功着陆月球虹湾地区，其携带的月球车玉兔号将行走的车辙印在了月球表面，完成了探月工程二期“落”的目标。
发射时间：2007年10月24日
运载火箭型号：长征三号甲
进入工作轨道时间：2007年11月7日
停止工作时间：2009年3月1日
搭载科学仪器：干涉成像光谱仪、激光高度计、CCD立体相机、γ射线谱仪、X射线谱仪、太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器等
主要科学成果：干涉成像光谱仪、激光高度计、CCD立体相机共同完成了第一个科学目标，即获取月球表面三维立体影像;γ射线谱仪、X射线谱仪携手对月球表面有用元素及物质类型的含量和分布进行辨析;首次被应用到月球探测中的微波探测仪，对月壤厚度和氦-3资源量展开探测;由太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器组成的空间环境探测系统，通过不间断地捕捉质子、电子和离子，对4万到40万千米范围的“地-月”空间环境展开探测。嫦娥一号卫星在轨运行一年中，共传回 1.37TB的有效科学探测数据，获取了全月球影像图、月表部分化学元素分布等一批科学研究成果，圆满实现工程目标和科学目标。
发射时间：2010年10月1日
运载火箭型号：长征三号丙
进入工作轨道时间：2010年10月6日
停止工作时间：尚在工作中
搭载科学仪器：微波探测器、CCD立体相机、γ射线谱仪、X射线谱仪、太阳高能粒子探测器等
主要科学成果：完成了全月面高精度成像，重点补拍月球南北两极图像，将月球立体影像覆盖率从 99.6%提高至100%;获取更多虹湾区域1毫米级高分辨率图像;在国际上首次实现了从月球轨道飞往日地L2点的转移和试验方案。在这个点，地球和太阳引力的共同作用可以使飞行器相对地球和太阳的位置不会因地球的公转而发生变化。这次飞行使中国航天成为继美国国家航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）之外第三个有能力将飞船部署到日地L2点的航天实体。在完成日地L2点的工作后，嫦娥二号又再次变轨，飞向了小行星“图塔蒂斯”，首次实现中国对小行星的飞越探测。嫦娥二号在与小行星最近相对距离达到3.2千米时，使用相机对小行星进行了拍照探测，使我国成为世界上第四个探测小行星的国家。
嫦娥三号的着陆器
发射时间：2013年12月2日
运载火箭型号：长征三号乙
进入工作轨道时间：2013年12月14日
停止工作时间：2016年8月4日，2016年7月31日（玉兔号月球车）
搭载科学仪器：玉兔号月球车、测月雷达、光学望远镜、微波测距器、测速敏感器、激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和光学成像敏感器等
主要科学成果：突破了月面软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与遥控操作、深空探测运载火箭发射等关键技术;利用测月雷达完成了首幅月球地质剖面图，展现了月球表面以下330米深度的地质结构特征和演化过程，并发现了一种全新的岩石——月球玄武岩;科学家利用月基光学望远镜，给月球北极上方区域的天体做了一次科学普查，这相当于人类的人口普查一样，它是人类历史上在紫外波段的第一次“巡天”，以后的天文学家在历史上可以不断用它做对比研究;首次明确证明月球上没有水;首次获得地球等离子层图像;玉兔号月球车在C1陨石坑周边进行了114米的地质实测，取得了丰富而珍贵的月球地质资料，对于探索月球的岩浆演化历史和后期改造作用具有非常重要的意义。
玉兔号月球车
发射时间：2018年5月21日（鹊桥中继卫星），2018年12月8日（嫦娥四号探测器）
运载火箭型号：长征三号乙
进入轨道时间：2019年1月6日（成功登月）
搭载科学仪器：玉兔二号月球车、降落相机、地形地貌相机、低频射电探测仪（荷兰）、月表中子与辐射剂量探测仪（德国）、月球小型光学成像探测仪（沙特阿拉伯）、中性原子探测仪（瑞典）等
主要科学成果：在南极 - 艾肯盆地成功着陆，成为第一艘在月球背面软着陆的航天器;提前发射了一颗通信中继卫星“鹊桥”到地月第二拉格朗日点，“鹊桥”利用自己独特的位置架起月球背面和地球通信的桥梁，充当起地面系统和嫦娥四号间的“传令兵”;首次同外國合作，搭载了荷兰、德国、瑞典和沙特阿拉伯等国4台国际合作科学载荷，共同飞赴月球。
中国的探月工程分为“绕”“落”“回”3个阶段。嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号和嫦娥四号已经完成了前两个阶段的任务，第三个阶段的任务将交给接下来要发射的嫦娥五号来完成。
嫦娥五号不但能在月球表面着陆，还能在月球上采集样品并带回地球供科学家分析。因为嫦娥五号本领太多，因此它的结构也更加复杂，整艘飞船由上升器、着陆器、返回器、轨道器构成。当嫦娥五号到达环绕月球的轨道后，上升器和着陆器在月球表面着陆，而返回器和轨道器则停留在环月轨道上。当月球表面上的样品采集工作完成后，上升器会在月球表面进行一次小规模的航天发射，将自己再次送入太空，与环月轨道上的返回器、轨道器对接。上升器将采集的样本转移到返回器上之后，返回器最终会回到地球，完成带回样本的工作。由于嫦娥五号的功能和结构比之前的嫦娥飞船都复杂，其重量达到了4吨左右，因此需要新研发的大推力重型运载火箭长征五号来执行它的发射任务。
在月球表面，嫦娥五号的着陆器将采集月球表面的月壤，还会在月球表面打孔，取出不同深度的土壤和演示样本带回地球。由于没有航天员随行，无论是采集样本的过程，还是将样本置于容器中保存的过程，都需要嫦娥五号的着陆器自动完成。而这些来自月球表面的样品，将会帮助科学家对月球表面矿物的化学物质组成、同位素含量有新的认识，并搞清楚月球上各种岩石的年龄。此外，科学家还能通过样品对太阳风与月球之间的相互作用进行研究。如果任务完成得顺利，嫦娥五号预计能够带回约2千克样品。
嫦娥五号从月球返回地球时能够达到接近11.2米/秒的第二宇宙速度，我国之前成功回收的航天器（如神舟系列飛船返回舱、实践系列科学试验卫星的返回舱等）都没有达到这么高的再入速度。为了保证嫦娥五号能够成功回收，我国在2014年10月将一艘试验飞行器发射到了太空之中。这艘试验飞行器在月球附近兜了一圈后，用与嫦娥五号相似的方式返回地球，再入大气层，并在内蒙古四王子旗附近释放出降落伞，安全着陆。这标志着我国已经掌握了回收月球探测器的技术，为嫦娥五号任务的实施铺平了道路。
奔月“四姐妹”
发射时间：2007年10月24日
运载火箭型号：长征三号甲
进入工作轨道时间：2007年11月7日
停止工作时间：2009年3月1日
搭载科学仪器：干涉成像光谱仪、激光高度计、CCD立体相机、γ射线谱仪、X射线谱仪、太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器等
主要科学成果：干涉成像光谱仪、激光高度计、CCD立体相机共同完成了第一个科学目标，即获取月球表面三维立体影像;γ射线谱仪、X射线谱仪携手对月球表面有用元素及物质类型的含量和分布进行辨析;首次被应用到月球探测中的微波探测仪，对月壤厚度和氦-3资源量展开探测;由太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器组成的空间环境探测系统，通过不间断地捕捉质子、电子和离子，对4万到40万千米范围的“地-月”空间环境展开探测。嫦娥一号卫星在轨运行一年中，共传回 1.37TB的有效科学探测数据，获取了全月球影像图、月表部分化学元素分布等一批科学研究成果，圆满实现工程目标和科学目标。
嫦娥二号
发射时间：2010年10月1日
运载火箭型号：长征三号丙
进入工作轨道时间：2010年10月6日
停止工作时间：尚在工作中
搭载科学仪器：微波探测器、CCD立体相机、γ射线谱仪、X射线谱仪、太阳高能粒子探测器等
主要科学成果：完成了全月面高精度成像，重点补拍月球南北两极图像，将月球立体影像覆盖率从 99.6%提高至100%;获取更多虹湾区域1毫米级高分辨率图像;在国际上首次实现了从月球轨道飞往日地L2点的转移和试验方案。在这个点，地球和太阳引力的共同作用可以使飞行器相对地球和太阳的位置不会因地球的公转而发生变化。这次飞行使中国航天成为继美国国家航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）之外第三个有能力将飞船部署到日地L2点的航天实体。在完成日地L2点的工作后，嫦娥二号又再次变轨，飞向了小行星“图塔蒂斯”，首次实现中国对小行星的飞越探测。嫦娥二号在与小行星最近相对距离达到3.2千米时，使用相机对小行星进行了拍照探测，使我国成为世界上第四个探测小行星的国家。
嫦娥三号
发射时间：2013年12月2日
运载火箭型号：长征三号乙
进入工作轨道时间：2013年12月14日
停止工作时间：2016年8月4日，2016年7月31日（玉兔号月球车）
搭载科学仪器：玉兔号月球车、测月雷达、光学望远镜、微波测距器、测速敏感器、激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和光学成像敏感器等
主要科学成果：突破了月面软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与遥控操作、深空探测运载火箭发射等关键技术;利用测月雷达完成了首幅月球地质剖面图，展现了月球表面以下330米深度的地质结构特征和演化过程，并发现了一种全新的岩石——月球玄武岩;科学家利用月基光学望远镜，给月球北极上方区域的天体做了一次科学普查，这相当于人类的人口普查一样，它是人类历史上在紫外波段的第一次“巡天”，以后的天文学家在历史上可以不断用它做对比研究;首次明确证明月球上没有水;首次获得地球等离子层图像;玉兔号月球车在C1陨石坑周边进行了114米的地质实测，取得了丰富而珍贵的月球地质资料，对于探索月球的岩浆演化历史和后期改造作用具有非常重要的意义。
嫦娥四号
发射时间：2018年5月21日（鹊桥中继卫星），2018年12月8日（嫦娥四号探测器）
运载火箭型号：长征三号乙
进入轨道时间：2019年1月6日（成功登月）
搭载科学仪器：玉兔二号月球车、降落相机、地形地貌相机、低频射电探测仪（荷兰）、月表中子与辐射剂量探测仪（德国）、月球小型光学成像探测仪（沙特阿拉伯）、中性原子探测仪（瑞典）等
主要科学成果：在南极 - 艾肯盆地成功着陆，成为第一艘在月球背面软着陆的航天器;提前发射了一颗通信中继卫星“鹊桥”到地月第二拉格朗日点，“鹊桥”利用自己独特的位置架起月球背面和地球通信的桥梁，充当起地面系统和嫦娥四号间的“传令兵”;首次同外國合作，搭载了荷兰、德国、瑞典和沙特阿拉伯等国4台国际合作科学载荷，共同飞赴月球。
未来的“嫦娥”
中国的探月工程分为“绕”“落”“回”3个阶段。嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号和嫦娥四号已经完成了前两个阶段的任务，第三个阶段的任务将交给接下来要发射的嫦娥五号来完成。
本领高强的嫦娥五号
嫦娥五号不但能在月球表面着陆，还能在月球上采集样品并带回地球供科学家分析。因为嫦娥五号本领太多，因此它的结构也更加复杂，整艘飞船由上升器、着陆器、返回器、轨道器构成。当嫦娥五号到达环绕月球的轨道后，上升器和着陆器在月球表面着陆，而返回器和轨道器则停留在环月轨道上。当月球表面上的样品采集工作完成后，上升器会在月球表面进行一次小规模的航天发射，将自己再次送入太空，与环月轨道上的返回器、轨道器对接。上升器将采集的样本转移到返回器上之后，返回器最终会回到地球，完成带回样本的工作。由于嫦娥五号的功能和结构比之前的嫦娥飞船都复杂，其重量达到了4吨左右，因此需要新研发的大推力重型运载火箭长征五号来执行它的发射任务。
在月球表面，嫦娥五号的着陆器将采集月球表面的月壤，还会在月球表面打孔，取出不同深度的土壤和演示样本带回地球。由于没有航天员随行，无论是采集样本的过程，还是将样本置于容器中保存的过程，都需要嫦娥五号的着陆器自动完成。而这些来自月球表面的样品，将会帮助科学家对月球表面矿物的化学物质组成、同位素含量有新的认识，并搞清楚月球上各种岩石的年龄。此外，科学家还能通过样品对太阳风与月球之间的相互作用进行研究。如果任务完成得顺利，嫦娥五号预计能够带回约2千克样品。
嫦娥五号的“先头部队”
嫦娥五号从月球返回地球时能够达到接近11.2米/秒的第二宇宙速度，我国之前成功回收的航天器（如神舟系列飛船返回舱、实践系列科学试验卫星的返回舱等）都没有达到这么高的再入速度。为了保证嫦娥五号能够成功回收，我国在2014年10月将一艘试验飞行器发射到了太空之中。这艘试验飞行器在月球附近兜了一圈后，用与嫦娥五号相似的方式返回地球，再入大气层，并在内蒙古四王子旗附近释放出降落伞，安全着陆。这标志着我国已经掌握了回收月球探测器的技术，为嫦娥五号任务的实施铺平了道路。