今年1月，中國探月計畫迎來了20周年。 時光荏苒，20年時間如一匹白馬，中國探月者們不斷努力創新，至今已圓滿完成“探月、探月、回樣探”（簡稱“繞軌、墜落、返航”）三階段戰略目標，開始實施第四階段探月工程。
探月工程的每一階段都是前一階段的深化，為下一階段奠定了基礎。 今天，我們邀請到國家太空探測技術首席科學傳播專家龐志浩，來談談中國探月的重要成果，以及這些科研成果將給人類未來的登月之旅帶來什麼。
深空探索正式開始。
嫦娥一號：拍攝真實的“滿月影象”。
2007年11月26日，中國國家航天局正式發布了嫦娥一號發回的第一張月球表面影象。
2004年1月23日，中國探月計畫獲批，命名為“嫦娥專案”。 探月工程一期通過發射繞月探測器完成，標誌著中國航天深空探測的開始。
2007年10月24日，中國首個月球探測器嫦娥一號月球探測器被長征三號甲火箭送入太空。 2007年11月20日，它發回了第一張月球表面影象，從而創造了繼東方紅一號人造地球衛星和神舟五號載人飛船之後中國航天事業的第三個里程碑。
2008年7月1日，嫦娥一號完成全月影像資料採集，至今已開展了10餘次變軌等驗證試驗。 嫦娥一號共飛行494天，其中繞月飛行482天，比原計畫多117天; 飛行期間發生3次月食; 回傳 137TB的有效科學檢測資料; 取得了全月影象、月球表面化學元素分布、月球表面礦物質含量、月球土壤分布、近月空間環境等多項科研成果，填補了我國探月領域的空白。
與人造地球衛星相比，嫦娥一號採用了更多的新技術，如軌道設計、三體定向、溫度控制和紫外線感測器等。 它配備了8種科學儀器，包括CCD立體相機、雷射高度計、干涉成像光譜儀、射線光譜儀、X射線光譜儀等，並在世界上首次使用微波探測器測量月球的微波輻射特性，反演月球土壤的厚度，並估算其氦-3的分布和資源。 其中，嫦娥一號搭載的CCD立體相機在世界上首次實現了100%的月球表面覆蓋，使我國製作的“全月影象圖”在幾何配準精度、資料完整性和一致性、影象色調等方面處於國際先進水平。
為了“探月二期工程”探路“，積累控月過程和定軌經驗，嫦娥一號於2009年3月1日對月球富饒海域進行了可控撞擊，順利完成了月球之旅。
登月之旅突破了關鍵技術。
嫦娥三號：第一次著陸是成功的。
2013年12月，玉兔號月球車在月球表面用全景相機拍攝了嫦娥三號著陸器。
從探測資料獲取的直接性和豐富性來看，軟著陸探測和巡檢是其他形式的探測所無法替代的，因此登月探測非常重要。
中國探月工程二期的主要任務是開展探月，由嫦娥二號和嫦娥三號相繼發射完成。 因此，為了降低探月風險，中國在2010年10月1日發射了第乙個月球探測器嫦娥三號，然後發射了第乙個月球探測器嫦娥三號。 對嫦娥三號預選著陸區進行了高解像度成像，也獲得了更豐富、更準確的探測資料，加深了對月球的科學認識。
2011年4月1日，嫦娥二號半年設計壽命屆滿後，進行了多項擴充套件實驗，開創了中國航天通過單次發射對月球、拉格朗日2點和小行星進行多目標、多工探測的先河，使中國成為世界上第三個訪問拉格朗日2點的國家和第四個探索小行星的國家。
有了成功的先行者嫦娥二號，中國探月工程二期主線任務嫦娥三號的月球之旅將更加順利。 2013年12月2日，嫦娥三號月球探測器直接送入地月轉移軌道，12月14日又在月球表面軟著陸，實現了我國首次在地球以外的天體軟著陸。 12月15日，嫦娥三號著陸器與玉兔號月球車相繼拍照，中國成為世界上第三個掌握探月技術的國家。
嫦娥三號由著陸器和月球車（即玉兔號月球車）組成，所以嫦娥三號的發射實際上是兩個月的探測器，可以分別進行原位探測和巡迴探測，這在世界上尚屬首次。
為了完成工程任務，嫦娥三號通過了著陸通行證、巡邏通行證和月夜生存通行證。 特別是在月球表面著陸過程中，搭載玉兔號月球車的嫦娥三號著陸器，利用1500-7500N可變推力發動機（這是很多國家不具備的關鍵技術）和著陸相機，克服了推力反向器減速、自主控制和著陸緩衝三大技術難關， 並在登月時安全降落在月球洪灣以東的區域。採用的懸停避障智慧型落地技術處於國際先進水平。 嫦娥三號著陸器攜帶了四個有效載荷，包括乙個地形相機、乙個著陸相機、乙個極紫外相機和乙個月球光學望遠鏡。 玉兔號月球車攜帶四個有效載荷：全景相機、月球雷達、紅外成像光譜儀和粒子激發X射線光譜儀。 其中，極紫外相機、月基光學望遠鏡、月球雷達等都是全球首次用於月球表面探測。
直到現在，開展探月仍是乙個難題，導致許多國家失敗，而當時中國的嫦娥三號憑藉過硬的技術水平成功登陸月球，為後續嫦娥四號和嫦娥五號的著陸奠定了堅實的基礎。 如今，嫦娥三號已經進行了“月球勘天”、“巡天”和“地球觀測”的科學探索，獲得了大量的科學資料，其著陸器仍在月球表面工作，是目前世界上月球表面工作時間最長的著陸器。
樣品退貨創造歷史。
嫦娥五號：四個“第一”，大大提公升了太空技術。
我國探月三期工程的主要任務是通過嫦娥五號完成無人載人月球樣本返回任務，有利於進一步了解月球狀況、物質含量等重要資訊，加深對月球土壤、月殼和月球基地形成演化的認識，為未來載人登月和月球基地選址提供資料。
嫦娥五號返回器需要以接近第二宇宙速度的速度重新進入大氣層，這在技術上很複雜。 由於返回器的再入速度增加了一倍，因此返回熱將增加8到9倍，因此如果以大約11公里/秒的速度直接返回，返回器很容易燒毀。 為了降低工程風險，中國於2014年10月24日發射了嫦娥五號T1，以掌握超高速再入大氣層的技術。 嫦娥五號T1由服務艙和返回器兩部分組成，其返回器與嫦娥五號基本相同。 公升空後，它們先是在月球附近飛行，然後自動返回地球，最後在同年11月1日，它們的返回器以接近第二宇宙速度的半彈道跳躍重新進入大氣層，並成功降落在內蒙古的預定區域。
所謂“半彈道跳躍再入”，是指太空飛行器進入大氣層後，依靠公升力再次衝出大氣層，減速消耗能量，然後再次進入大氣層。 換句話說，就是通過“玩水”，在大氣層中“一出一入”的方式重新進入大氣層，可以延長返回者在大氣層中的軌跡，消耗部分能量，降低著陸速度。 這是中國太空飛行器首次繞月飛行後重新進入並返回地球，標誌著中國突破並掌握了太空飛行器的超高速再入和返回技術，也使中國成為世界上第三個成功發射繞月太空飛行器的國家。
2020年11月24日，嫦娥五號樣品返回器發射公升空，由上公升器、著陸器、軌道器和返回器四部分組成。 歷經重重困，嫦娥五號返回器於當年12月17日攜1731克月球樣本成功返回地球，使中國成為世界上第三個攜帶月球樣本返回地球的國家，同時也圓滿結束了中國探月工程三個階段的戰略規劃。
從發射到返回，嫦娥五號共經歷了23次重大軌道控制和6次重大分離控制，以及動力下降、登月、交會對接等多個高風險環節。 為了完成月球樣本返回任務，嫦娥五號實現了中國發射太空活動以來的四個“第一”，大大提公升了空間技術。
首先是月球表面的第一次自動取樣。 在月球表面採集樣本時，著陸器上的取樣裝置需要具備在月球低重力環境中鑽、鏟、運輸的能力，取樣完成後進行封裝，過程中沒有任何汙染。 由於準備工作，這項原本需要兩天時間的任務在短短 19 小時內就完成了。
第二次是從月球表面首次起飛。 將採集到的樣本封裝到上公升後，上公升將從著陸器起飛，這是中國太空飛行器首次在外星物體上起飛，難度很大。 如果從上公升飛行器起飛時噴出的火焰擊中著陸器，則會產生分心因素。 但事實證明，充分的前期準備和技術支援，使從月球表面起飛得以順利完成。
第三，首次在38萬公里外的月球軌道上進行無人交會對接。 世界上首次攜帶月球樣本的上公升器將進入月球軌道，並在那裡與軌道器-返回器元件對接，進行無人交會和對接，並將收集到的樣本轉移到返回器。 為此，中國研製了一種名為握爪式的太空輕型小型弱衝擊對接機構，安裝在軌道器上，從而完成了這項任務。
第四，它第一次以接近第二宇宙速度的速度帶著月球土壤返回地球。 最後，嫦娥五號月球樣本返回器以每秒11公里左右的速度重新進入大氣層，雖然中國已經用嫦娥五號T1進行了測試，但嫦娥五號返回是一次實戰測試，結果非常令人滿意。
值得一提的是，20世紀70年代僅蘇聯就進行了3次無人月球樣本返回，但總共只帶回了330克樣本，因為當時蘇聯沒有掌握月球軌道無人交會對接技術，上公升器直接返回地球， 這需要克服返回器的自重和大量燃料。
中國科學家首次對自取的月球樣本進行儲存、分析和研究，並取得了多項科研成果，如揭示20億年前月球上仍然存在岩漿活動; 在月球上發現了一種新的礦物，名為“嫦娥”，這也是世界上第六種在地球上沒有發現的礦物。
月球探測的第四階段有乙個良好的開端。
嫦娥四號：探索月球背面，追溯月球的歷史。
2019年，嫦娥四號著陸器的地形相機拍攝了全景圖（圓柱投影）。
從“繞軌、墜落、歸月”三個階段的戰略目標來看，它們具有明顯的漸進關係：繞軌探測主要進行全球月球綜合勘測; 登月探測主要是著陸區附近的區域性詳細調查，包括原位探測和巡迴探測，比較複雜。 樣本返回探測主要是對月球的區域精密勘測，科學家可以在實驗室對採集到的月球樣本進行詳細的研究，這是最複雜、最困難的。
目前，我國已開始實施探月四期工程，並將嫦娥四號作為探月四期的第乙個任務，即在月球背面進行軟著陸和巡迴探測。 由於月球背面比月球正面更原始，因此對於研究月球和地球的早期歷史具有重要價值。 此外，由於從地球上永遠無法看到月球的背面，因此有可能探測到由於月球背面的干擾而無法與地球軌道區分開來的宇宙低頻無線電訊號，並有望取得重大的天文成果。
然而，由於從地球上永遠看不到月球的背面，因此降落在月球背面的探測器無法直接與地球站通訊。 為此，2018年5月21日，中國在地月拉格朗日2點暈軌道上發射了世界上第一顆月球中繼衛星“鵲橋”。 在這個軌道上執行的“鵲橋”可以同時“看到”地球和月球背面，從而在嫦娥四號（稍後將落在月球背面）和地球站之間提供通訊鏈路，傳輸TT&C通訊訊號和科學資料。
2018年12月8日，中國成功發射嫦娥四號登月探測器，2019年1月3日完成在月球背面馮·卡門隕石坑的軟著陸，這也是全球首次。
作為嫦娥三號的備份，嫦娥四號仍由著陸器和月球車（玉兔二號月球車）組成，但由於嫦娥四號和嫦娥三號的科學目標大相徑庭，兩者攜帶的科學有效載荷發生了重大變化。 嫦娥四號著陸器仍配備著陸相機和地形相機，但增加了新研製的低頻射頻譜分析儀和德國月球表面中子和輻射劑量探測器，並拆除了安裝在嫦娥三號上的月球光學望遠鏡和極紫外相機。 玉兔二號月球車仍配備全景相機、月球雷達、紅外成像光譜儀，但增加了瑞典中性原子探測器，並拆除了粒子激發X射線光譜儀。
嫦娥四號在效能方面也有了很大的提公升。 由於嫦娥三號的著陸區相當於地球上相對平坦的華北平原，而嫦娥四號的著陸區相當於雲貴地區，山巒巒巒山，嫦娥三號以弧形軌跡緩慢著陸，而嫦娥四號則幾乎垂直著陸。 嫦娥三號無法在長月一號八十號的環境下工作，嫦娥四號採用了一種新的供能方式——同位素溫差發電和熱電綜合利用技術，可以保證它能熬過寒冷漫長的月夜，進行正常的探測工作，於是測量了月夜月光下月光下淺層土壤的溫度。
目前，嫦娥四號著陸器和玉兔二號月球車仍處於“逾期服役”狀態，其中玉兔二號是目前世界上最長的月球車在月球表面工作。
共同打造國際月球科考站。
載人登月：從月球一千年到一天內登月。
未來，中國將發射嫦娥六號、嫦娥七号和嫦娥八號，最終建立月球科研站，實現載人登月。
今年，嫦娥六號將在月球逆行軌道設計與控制、月球背面智慧型取樣和月球背面起飛上公升、月球背面自動取樣和返回、著陸區開展科學探索和國際合作等關鍵技術取得突破。 並執行 10 公斤國際有效載荷。今年，中國還將發射鵲橋二號月球中繼衛星，以取代一直“逾期”的“鵲橋”。
嫦娥七号由軌道器、著陸器、漫遊車和太空飛行器組成，計畫於2026年登陸月球南極，對月球南極的環境和資源進行詳細調查，包括探測月球南極月球土壤的年齡和氫的同位素組成， 太陽風中的碳、氦和氧。其中，軌道飛行器將配備五個科學有效載荷，包括高解像度立體相機、月球微波成像雷達、寬頻紅外光譜成像分析儀、月球中子伽馬能譜儀和環月磁力計。 著陸器將配備四個科學有效載荷，包括月球表面環境探測系統、月球地震儀、著陸相機以及地形和地貌相機。 月球車將配備拉曼光譜儀、月球雷達、月球表面磁場測量儀、全景相機和月球土壤揮發物測量儀等五個科學有效載荷。 該太空飛行器將配備乙個科學有效載荷月球土壤水分子分析儀，該分析儀將直接連線到太空飛行器平台。
嫦娥八號計畫於2028年左右發射，由著陸器、太空飛行器、月球車、月球表面操作機械人組成，將降落在嫦娥七号附近，與其組成月球基礎科研站，並測試驗證一些利用月球資源的關鍵技術，如使用月壤原位3D列印技術。 預計到2040年，中國還將與俄羅斯等國家合作建設乙個完整的國際月球科考站，進而建設乙個應用月球科研站。
對世界來說，最引人注目的是，中國將在2030年之前實現載人登月。 為此，航天專家正在開展一系列科研專案，包括研製新一代載人運載火箭、長征十號、新一代載人飛船、月球著陸器、載人月球車、登月服等。
近20年來，從繞月軌道**，到世界上第一艘太空飛行器登陸月球背面，再到成功帶回月球的“原生產品”，“繞軌、墜落、返程”三步走戰略圓滿落下帷幕。 時至今日，探月者們依舊在馬不停蹄地行走著，幾千年來一直仰望月球的中國人，終將利用現代航天技術，實現九天登月的夢想。
延伸閱讀]中國探月20年的紀念品。
2004年，我國啟動了探月工程，該專案被列為《國家中長期科技發展規劃綱要（2006-2020年）》16個重大專案之一。 按照循序漸進、分布式實施、持續跨越的原則，專案分為“纏繞、跌倒、回歸”三個發展階段，將於2020年完工。
2007年10月24日，長征三號甲運載火箭從西昌衛星發射中心成功發射嫦娥一號月球探測器。
2008年11月12日，嫦娥一號採集資料製作的《中國首個探月工程全月正射影像圖》發布，是當時世界上公布的最完整的月球影象。
2010年10月1日，長征三號丙運載火箭成功發射嫦娥二號。 嫦娥二號是嫦娥三號探月的技術先導衛星，主要用於測試和驗證一些新技術和新裝置，以降低後續探月和深空探測的風險。
2011年6月9日，嫦娥二號在完成既定的六大工程目標和四大科學探測任務後離開月球，隨後於2點鐘抵達日地拉格朗日，創下了我國空間測控距離的新紀錄，也成為世界上第一艘從月球直飛日地拉格朗日2點鐘方向的太空飛行器。
2013年12月2日，長征三號乙運載火箭成功發射嫦娥三號月球探測器，這是探月工程二期的主要任務。 12月14日，嫦娥三號著陸器和中國第一輛月球車玉兔號在月雨海西北部的紅灣著陸區成功軟著陸。
2014年10月24日，中國發射嫦娥五號T1，掌握超高速再入大氣層技術，為嫦娥五號發射做準備。
2018年5月21日，鵲橋月球中繼衛星發射公升空。 它是世界上第一顆在地月拉格朗日兩點執行的通訊衛星，承擔著地球與嫦娥四號之間的資訊中繼任務，嫦娥四號將降落在月球背面。
2018年12月8日，長征三號B運載火箭成功發射嫦娥四號登月探測器，執行探月工程三期主線任務。 2019年1月3日，嫦娥四號自主登陸月球背面，實現了人類探測器首次在月球背面軟著陸。
2020年11月24日，嫦娥五號樣本返回器由長征五號運載火箭發射公升空，並於12月1日成功降落在月球鋒風暴海洋的盧姆克山脈以北。
2020年12月17日，嫦娥五號返回器攜帶1731克月球樣本成功返回地球，使中國成為第三個實現月球樣本返回的國家。
2024年1月，探月工程第四階段嫦娥六號任務探測器交付文昌航天發射場，各項發射前試驗準備工作將按計畫進行。
*：北京**客戶 記者：王丹。
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