嫦娥二号使命基本完成 成果丰硕

2010年10月1日，我国嫦娥二号月球探测卫星升空。经过5天的飞行和首次近月制动，它于10月6日进入近月点100千米、远月点8000千米的大椭圆型绕月轨道。后又经过2次近月制动，于10月9日进入高100千米、周期117分钟的极月圆轨道，即最终的工作轨道，对月球开展多种科学探测。

继往开来

我国的探月工程分为三期：绕月探测、落月探测和采样返回探测。目前，绕月探测已由2007年10月24日发射的嫦娥一号月球探测卫星全部实现，对月球进行了全球性普查。我国现已开始实施二期工程，即落月探测，对月球进行区域性详查。从获取探测数据的直接性和丰富性的角度来看，软着陆探测和巡视勘察是其它探测形式所不能替代的。但它要突破一系列关键技术，从而进行更为详细的月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、月球内部结构研究、日-地-月空间环境探测和月基光学天文观测。

由于探月二期工程需要攻克的关键技术多、技术跨度和实施难度大，为此经过反复论证决定，为了降低探月二期工程的风险，在发射我国首个月球着陆探测器嫦娥三号之前，我国先发射了嫦娥二号月球探测卫星充当开路先锋。它是探月二期工程的技术先导星，用于试验嫦娥三号月球着陆器的部分关键技术，积累相关经验，并在嫦娥一号任务的基础上深入开展月球科学探测和研究，所以嫦娥二号具有继往开来的重要作用，是探月一期和二期工程之间的桥梁。

总的来讲，嫦娥二号主要完成两类任务：一是对探月二期工程中所要应用的新技术进行试验验证，对未来的预选着陆区进行高分辨率成像；二是深化对月球的科学认知。嫦娥二号任务主要是试验直接奔月轨道发射、100千米近月制动、15千米变轨、高分辨率成像和X频段深空测控体制等关键技术，还验证紫外敏感器自主导航、高速数据传输、低密度奇偶校验码、降落相机和监视相机等新技术，为后续月面软着陆及深空探测任务奠定重要的技术基础。

成果丰硕

从10月1日发射至今，嫦娥二号任务已经突破了用运载火箭直接将月球探测卫星发射至地月转移轨道的发射技术，初步验证了X频段通信测控、紫外敏感器自主导航、监视相机、低密度校验码和高速数据传输等技术，成功试验了100千米月球轨道捕获技术。

截至10月13日，嫦娥二号已经向地面传输了32G的科学数据。10月14日下午，嫦娥二号进行星地链路测试。10月14、15日进行了12兆比特/秒的传播速率试验。试验表明，数据信号接收流畅，无数据缺失，实际测试结果优于设计指标。10月15日17：10，嫦娥二号上搭载的除CCD立体相机以外的6种有效载荷已全部开机，在轨测试完成后将陆续开展科学探测。截至10月16日，嫦娥二号与地面高速率通信链路的测试全部结束，初步判断全部测试结果优于预期。2次测试中都试验了卫星12兆比特/秒的下传速率，相当于1分钟就会向下传输几十张数码照片大小的文件。

嫦娥二号在经过第3次近月制动，成功进入绕月工作轨道后，已标志该任务取得基本成功；如果它在成功传回虹湾地区约1米高分辨率图像后，则标志着该任务取得圆满成功。

10月底，嫦娥二号还将择机试验轨道机动与测定轨技术，考察把嫦娥二号飞行轨道由100千米高度的圆轨道调整为近月点15千米、远月点100千米椭圆形绕月轨道的风险。其任务为：一是开展轨道机动试验，验证嫦娥三号任务着陆前在不可见弧段变轨的星地协同程序；二是在运行至近月点15千米时重点拍摄后续任务着陆的虹湾预选着陆区（北纬43°左右，西经31°左右,南北向100千米，东西向300千米）“特写”，分辨率可达1米，细致考察未来嫦娥三号的着陆区；三是验证快速测定轨等相关技术。

这样的轨道调整风险很高,因为我国选择的虹湾预选着陆区在朝向地球的一面，且采取对称控制方式，即如果想调整嫦娥二号在月球正面的高度，必须在月球背面进行控制，提前注入数据，然后靠嫦娥二号自主控制变轨。另外，由于月球重力场的不均匀性将会使嫦娥二号轨道产生较大变化，而且月球表面最高的山脉高度达到10千米，再加上测量误差和轨道衰减，所以嫦娥二号在最低高度为15千米飞行时风险很大，对嫦娥二号自主控制和快速测定轨提出了新的挑战，否则容易撞月。还有，飞行轨道越低，月球反射的能量越高，嫦娥二号降低飞行轨道后就像靠近一个上百度的“大火炉”一样，如果热控系统没做好，温度一旦超过45℃，仪器就会关机，印度的月船一号就是因为热控系统出现故障而提前结束工作寿命。嫦娥二号变轨飞行期间，还将验证轨道快速测定轨能力，这些测定轨数据对深入研究月球重力场分布，提高重力场模型精度有重要意义。

在轨道机动过程中，嫦娥二号要试验新装的1台降落相机的功能，因为降落相机是未来嫦娥三号软着陆过程中寻找安全落点的“眼睛”，可实时对嫦娥三号预选着陆区拍照，今后用于拍摄嫦娥三号月球着陆探测器的软着陆过程，使嫦娥三号在降落过程中能根据图片自主避开不适于降落的地点，“临机决断”选择一块适宜降落的平坦表面。因此，降落相机的性能是嫦娥三号月球着陆探测器软着陆是否成功的一个关键因素，嫦娥二号要对其进行实战考验。由于降落相机用于获取月球表面图像，而月面目标均为灰色，所以此相机为黑白相机。该相机具备清晰拍摄与快速拍摄两种工作模式，可根据需要选择不同的工作模式。

目前，选择预选着陆区要综合考虑科学因素和工程因素，一般的原则是：为了保证安全，着陆区地势要平坦，以利于月球着陆器着陆；着陆区应在月球正面，这样地面能对着陆器进行测控通信；应有一定的科研考察价值，并且是别人没去过的地方；阳光较好，从而保证探测器的能源供应和工作环境。月球虹湾区基本符合这些原则。俄罗斯的月球着陆地点一般都是在月球正面地区，中高偏北一点，我们选的虹湾区也在偏北一点，但俄罗斯的错开了。美国的月球着陆地点大多在赤道附近，也有个别在偏北或偏南的高纬度地区。在变轨1～2天后，嫦娥二号还要返回100千米极月圆轨道，继续开展科学探测任务。

未来前景

2013年左右，我国将发射嫦娥三号探测器（嫦娥四号是嫦娥三号的备份探测器）。它由着陆器和月球车组成，其中着陆器定点守候，月球车在月球表面巡游90天，范围可达到5平方公里，并抓取月壤在车内进行分析，得到的数据将直接传回地球。其难点是在月球软着陆、自动巡视勘察、深空测控通信、月夜生存等方面，关键技术包括地月飞行轨道设计技术、月球软着陆制导导航与控制技术、着陆器结构与缓冲机构技术、月面巡视探测技术、科学探测仪器研制技术、遥操作和遥分析技术、地面大口径深空测控天线技术、月夜生存的热控技术、小型化电子技术、月面工作机构研制技术、仿真与地面试验验证技术等。由于月面工作环境恶劣，昼夜温差高达300°C，地形崎岖，地表松软，所以对月球车提出了较高的工作要求，它不仅要耳聪目明、步伐矫健、心灵手巧，还要能“忍饥挨饿”。2018年前后，我国将发射月球采样返回器。其核心任务是实现月球样品采集并自动返回地球，进行深入的科学研究。这种探测器一般由着陆级、上升级、返回舱和采样器组成。其中着陆级用于实现探测器的软着陆，上升级能携带返回舱从月面起飞，进入月地转移轨道，返回舱用于把月球采样带回地球，采样器用于采集月表的土壤和岩石，需完成月表钻孔、月壤收集、月壤封存以及探测器返回等一系列复杂动作。整个过程涉及到控制、机械、轨道等方面，主要包括月壤自动取样返回探测器总体设计技术、月壤采样器的设计、轨道器与着陆器的轨道控制技术等。它可充分借鉴二期工程的着陆技术，同时需攻克月壤采样器的设计与控制，要在月球的特殊环境条件具备研磨、钻孔、抓取月壤和输送月壤的能力；还要攻克月地飞行技术，它包括月面起飞技术、月地返回轨道的设计与制导导航与控制技术、高速地球再入技术、回收技术；高精细月球样品分析技术等。

此后，我国可根据当时国际上月球探测发展情况和自身的国情国力，研究载人月球探测战略目标和发展规划，择机实施载人登月探测以及与有关国家共建月球基地。现在，我国科技专家已建议在2025年或2030年进行载人登月，2050年进行载人登火星。（伍苑）