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中国探月工程:九天揽月的航天力量

科普中国-科普话强国
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栏目聚焦我国前沿科技领域取得的重大进展和标志性成果。
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6月25日14时7分,嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古四子王旗预定区域,探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功,是我国建设航天强国取得的又一标志性成果。

中国探月工程又称“嫦娥工程”,是中国实施的月球探测工作。初期规划为“绕、落、回”三期。探月工程一期的任务是实现环绕月球探测,探月工程二期的任务是实现月面软着陆和自动巡视勘察,探月工程三期的任务是实现无人采样返回。从给月球拍照片,到首次在月球背面登陆,再到成功带回月壤,目前,中国已顺利完成“绕、落、回”三步走战略目标,为人类月球探索事业作出了杰出贡献。

探月工程由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控与回收、地面应用等系统组成。每个系统各司其职,协同配合。运载火箭系统方面,我国采用了长征系列运载火箭,用以执行嫦娥系列探测器发射任务。测控与回收系统负责运载火箭、探测器在各飞行阶段及探测器在月面工作阶段的测控、轨道测量与确定、月面目标定位以及落月后着陆器和月面巡视器的控制,同时在探测器完成任务后进行回收。发射场系统负责组织实施探测器的发射任务,如西昌卫星发射中心和中国文昌航天发射场等承担了嫦娥系列探测器的发射任务。地面应用系统既是月球探测工程的出发点,又是落脚点。

从嫦娥一号到嫦娥六号,探月工程聚焦关键核心技术持续攻关,保障任务顺利完成。在嫦娥六号任务中,我国实现了月球逆行轨道设计与控制、月背智能采样、月背起飞上升等技术突破,这也是我国迄今为止开展的最复杂的深空探测任务。为建立数据中继通信链路,科研人员研制发射了中继卫星,为月背的着陆器和巡视器与地球搭建通信纽带。经过大量设计和仿真分析验证,鹊桥二号中继星发射升空,为嫦娥六号任务提供了高质量通信保障。此外,团队为嫦娥六号探测器设计环月逆行轨道方案,调转飞行轨道的方向,化解了因采样区域位置变化带来的朝向变化问题,也避免了构型布局和硬件产品的大幅度调整。

探月工程推动了天体物理学、地质学等多个学科的发展。嫦娥系列探测器传回的高分辨率影像,让我们得以观察月球表面的山脉、陨石坑等地形特征,为研究月球的地质构造提供了直观的依据。对月面物质成分、土壤特性的分析可以用以推断月球的历史变迁和地质活动。地月空间环境的探测对于预测空间天气、保护地球的通信和导航系统等具有重要意义。

未来我国还将发射嫦娥七号、嫦娥八号,嫦娥七号要对月球的南极环境和资源进行探测,嫦娥八号将开展月球资源就位利用的技术验证。正在论证中的国际月球科研站将持续开展科学探测研究、资源开发利用,包括一些前沿技术验证,是多学科、多目标、大规模的科技活动。

审核:新华网科普事业部

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2024-11-26
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