1、中国月球探测工程是指 2003 年 3 月由中国国家航天局宣布正式起动的月球探测计划。该计划的第一期工程命名为“嫦娥一号”工程，即研制和发射第一颗月球探测卫星，该工程有探月卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用五大系统组成。简 介首 颗 绕 月 探 测 的 卫 星 叫 “嫦 娥 一 号 ”， 根 据 设 计 要 求 ， “嫦 娥 一 号 ”的 重 量 为 2350 公 斤 ， 有 效 载 荷 总 重 量 130 公 斤 ， 在 轨 运 行 寿 命 为 一 年 ， 科 学 目 标一 、 获 取 月 球 表 面 三 维 影 像 ， 划 分 月 球 表 面 的 基 本 地 貌 和 构 造 单 元 ，
2、 初步 编 制 月 球 地 质 与 构 造 纲 要 图 ， 为 后 续 优 选 软 着 陆 提 供 参 考 依 据 。 二 、 分 析 月 球 表 面 有 用 元 素 含 量 和 物 质 类 型 的 分 布 特 点 ， 对 月 球 表 面 有用 元 素 进 行 探 测 ， 初 步 编 制 各 元 素 的 月 面 分 布 图 。 三 、 探 测 月 壤 特 性 。 探 测 并 评 估 月 球 表 面 月 壤 层 的 厚 度 、 月 壤 中 氦 3的 资 源 量 。 四 、 探 测 地 月 空 间 环 境 ， 记 录 原 始 太 阳 风 数 据 ， 研 究 太 阳 活 动 对 地 月 空间 环 境
3、 的 影 响 。 登 月 计 划“嫦 娥 ”登 月 计 划 是 中 国 月 球 探 测 工 程 的 第 一 阶 段 的 规 划 ， 包 括 “绕 ”、 “落 ”、 “回 ”三 步 ， 都 是 无 人 探 测 。 其 中 “绕 ”月 探 测 ， 计 划 在 2007年 发 射 “嫦 娥 一 号 ”执 行 。 “落 ”的 部 分 ， 也 就 是 发 射 探 测 器 登 月 ， 放 一 辆月 球 车 进 行 探 测 ， 目 前 尚 未 立 项 ， 但 已 申 报 规 划 ， 预 计 2010 年 前 后 实 施 。“回 ”的 部 分 是 发 射 带 有 返 回 器 的 着 陆 器 到 月 球 ， 并
4、 且 把 从 月 球 上 取 得 的 样品 放 进 返 回 器 送 回 地 球 ， 预 估 2017 年 左 右 进 行 。 后 两 步 应 该 是 “嫦 娥 二 号 ”、 “嫦 娥 三 号 ”的 任 务 。 在 完 成 这 三 个 计 划 后 ， 中 国 可 能 就 会 研 究 和 实 施 载人 登 月 的 战 略 。 让 月 球 上 留 下 中 国 人 的 足 迹早 在 2004 年 1 月 ， 我 国 政 府 已 正 式 批 准 了 绕 月 探 测 工 程 的 立 项 ， 并 将第 一 个 月 球 探 测 工 程 命 名 为 “嫦 娥 一 号 ”工 程 。 “嫦 娥 工 程 ”令 世 人
5、 瞩 目 ，与 此 项 工 程 相 联 系 的 中 国 月 球 探 测 工 程 首 席 科 学 家 、 国 家 天 文 台 高 级 顾 问 、中 科 院 院 士 欧 阳 自 远 也 进 入 了 人 们 的 视 野 。实施月球探测工程,具有经济、科技和国家发展战略等方面的重大意义。1.实施月球探测工程，可以充分展示综合国力，增强民族凝聚力。与实施载人航天工程一样，月球探测是一个国家综合国力的体现，是航天技术发展水平的象征，是提升国家地位的载体，是一个国家科学技术发展水平的重要标志。我们知道，人造地球卫星发射、载人航天和深空探测，是人类航天活动的三大领域，世界主要航天国家和组织都已经在这三大领域全
6、面发展并取得了重要研究成果，而月球探测是深空探测的首选目标。虽然人类已经把航天员送入月球，但是，月球探测是成为世界上许多航天国家关注和发展的重点领域，尤其是近几年来，随着探测技术的新发展和月球资源的新发现，月球探测再度成为人类航天深空探测活动的重点和热点。经过几十年的发展，我国已经在人造卫星发射和载人航天技术领域里取得了重大突破，适时开展以月球探测为主的深空探测，加深对月球的了解，为参与月球资源的开发利用做出应有贡献，是我国航天活动的必然选择，是继成功研制和发射一系列应用卫星和突破载人航天技术后，中国航天活动的第三个里程碑，也是中国航天事业持续发展，有所作为、有所创新的重大举措。2、实施月球探
7、测工程，是维护我国月球权益的需要。尽管联合国在 1984 年通过的 指导各国在月球和其他天体上活动的协定 (简称月球条约 )中规定，月球及其自然资源是人类共同财产，任何国家、团体不得据为己有。但是，随着当前主要航天国家和组织正加紧实施月球探测计划，如何维护中国的空间利益已成为世界各国不能不关注的问题。作为联合国外空委员会的成员国，我国只有开展月球探测并取得一定成果，才具有分享开发月球权益的实力，才能维护我国合法的月球权益。今天，我国的运载火箭、应用卫星和载人航天技术有了快速的发展，开展月球探测工程，填补我国月球探测的空白，跨入月球国家的行列，对于维护我国的月球权益，提高国际威望，具有十分重要的
8、意义。3、实施月球探测工程，将带动和促进我国基础科学和高科技的发展。月球探测是促进科学技术进步和发展的重要载体。实施月球探测工程将会促进宇宙学、比较行星学、月球科学、地球与行星科学、太阳系演化学、空间天文学、空间物理学、空间材料科学等的创新与发展，这些科学的进展又将带动更多的基础学科交叉、渗透与共同发展。月球探测工程是一项多学科高技术集成的系统工程，实施这样的战略工程将推动航天工程系统集成、深空测控通信、新型大推力运载火箭和航天发射等航天技术的跨越式发展，带动信息技术、微机电技术、光电子技术、机器人、人工智能、遥感科学、新能源技术、新材料技术、遥科学等其他高技术的发展，促进科技进步，具有重要的
9、作用。4、实施月球探测工程，将为人类开发利用月球资源做准备。人类已取得的月球探测成果表明，月球上特有的能源和矿产，是对地球资源的重要补充和储备。比如，月球上存在大量的氦-3，据初步估算，月球上蕴藏的氦-3大约为 100 万吨到 500 万吨，可供人类使用一万年以上。目前的核聚变研究，主要以氘和氚为原料，但因氘氚反应产生大量中子，中子具有放射性，容易污染环境，也会影响人体健康，而氦-3 是氦的同位素，能在核聚变反应中释放巨大能量，而且几乎不产生放射性污染，被认为是 21 世纪人类社会的完美能源。另外，由于月球上太阳辐射强，每年可产生 12 亿千瓦的能量，因此，在月球建立太阳能发电站也可能成为人类
10、获取新能源的途径之一。同时，利用月球具有高真空、低重力的特殊环境，既能生产特殊强度、塑性等性能优良的合金和钢材，还能生产诸如超高纯金属、单晶硅、光衰减率低的光导纤维和高纯度药品等。因此，月球资源的开发利用将对人类社会的可持续发展产生深远影响。因此，我国开展月球探测，可为将来开发利用月球资源，进行技术上的准备，为人类可持续发展做出重大的贡献。5、实施月球探测工程，将促进深空探测活动的发展。深空探测是一个重要的航天领域，月球探测是深空探测的首选目标。科学家认为，月球环境是人类的宝贵财富。通过利用月面上没有人为改造和破坏的某些本来面目，研究月球，了解月球的成因、演变和构造等诸方面的信息，有助于了解地
11、球的远古状态、太阳系乃至整个宇宙的起源和演变，有助于搞清空间现象和地球自然现象之间的关系，可以极大地丰富人类对地球、太阳系以至整个宇宙起源和演变及其特性的认识，从中寻求有关地球上生命起源和进化的线索。同时，月球探测工程在空间科学方面，将实现首次对地球以外的星体和空间环境进行近距离的探测。在航天技术方面，将逐步实现多项重大突破，月球探测工程的成功实施，不仅将把“嫦娥奔月”的神话变为现实，实现我国深空探测“零” 的突破，而且还将使我国跨入深空探测先进国家的行列。特别需要指出的是，进行月球探测仅仅是我国深空探测计划的第一步发展目标，开展月球探测工程将为我国进行更大范围的深空探测，进行技术上的准备。6
12、、实施月球探测工程，将促进我国经济可持续发展。近年来，我国经济高速发展，但是高能耗、高污染的现象还十分严重，月球探测工程对高新技术的带动在不久的将来必然会回馈于经济，而以高新技术为动力的经济是低能耗、低污染、高效率的。美国领先于世界的信息、生物、新材料等高技术，很大部分来自对“阿波罗”工程技术的消化、优化和二次开发。我国月球探测工程所带动的基础科学和高新技术的进步，会逐步在国民经济各方面进行推广应用，对于促进经济的发展将带来牵引和推动作用。7、实施月球探测工程，将促进空间天文观测和研究的深入。月球环境，是进行空间天文学研究得天独厚的场所。月球表面的地质构造极其稳定，月球直接承受太阳的辐射，没有
13、大气层对光线和电波的吸收、散射和折射等干扰，没有尘埃污染，没有磁场，月球的背面没有地球的光反射，屏蔽了地球的低频噪声，月震很微小。月球有漫长的黑夜，这种环境为建造高精度天文观测台提供了理想的场所，在月球赤道附近架设望远镜可以进行全波段的天文观测，获取地面观测系统所无法得到的信息。总之，月球是进行天体物理学、引力波物理学、中微子物理学和高能物理等观测和实验的理想场所。开展月球探测将大大促进我国空间天文、空间物理、空间生命科学、对地观测科学和空间材料科学等科学领域的创新和发展，这些学科的研究又将带动更多的基础学科门类的共同发展，取得显著的社会和经济效益。8、实施月球探测工程，将推动中国航天领域的国
14、际合作。月球探测工程起点高、有特色、有创新，具有很强的科学性，探索性、开放性的特点，为开展航天国际合作搭建了平台。在世界掀起新一轮月球探测高潮之际，通过开展月球探测工程，可以积极探索月球探测国际合作的各种形式和有效途径，以此为突破口，开展多层次、多渠道的国际合作，使我国空间科学、空间技术和空间应用更加开放，以促进我国航天活动各领域的国际交流与合作。同时，月球探测工程的开展，对于培养一支在相关领域高素质、高水平的人才队伍，促进科学技术事业的进步，具有重大的现实意义和深远的历史意义。二、新世纪初月球探测的趋势与前景未来的月球探测将主要侧重于：月球能源资源的全球分布与利用； 月球矿产资源的全球分布和
15、利用；月球特殊空间环境资源（超高真空、无大气活动、无磁场、地质构造稳定、弱重力、超洁净）的开发利用, 建立月基天文台，建立特殊生物制品和特种新型材料生产基地，建立基础科学实验室等；建立月球长期居留基地并利用月球进行深空探测的方案与逐步实施。（一） 月球将为人类社会提供长期、稳定、廉价和洁净的核聚变燃料月球上可利用的能源主要有太阳能和核聚变燃料。由于月球表面没有大气，太阳辐射可以长驱直入；同时，月球上的白天和黑夜都相当于 14.5 个地球日，因此在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂，就可以获得极其丰富而稳定的太阳能。这不但解决了月球基地的能源供应问题，还可以用微波将能量传输到地球，为地球提供
16、新的能源。月球表面都覆盖着一层由岩石碎屑、粉末、角砾、撞击熔融玻璃等成分极为复杂的物质组成的结构松散的混合物即月壤。月壤中绝大部分物质是就地及邻近地区物质提供的。由于月球几乎没有大气层，月球表面长期受到微陨石的冲击及太阳风粒子的注入，特别是太阳风粒子的注入使月壤富含稀有气体组分。由于太阳风离子注入物体暴露表面的深度一般小于 0.2m，因此这些稀有气体在细粒月壤中平均含量最高，有些月壤细粒粉末中稀有气体含量高达 0.11cm3/g （标准状态下） 。在整个月球演化史中，由于外来物体对月球表面的频繁撞击，月壤物质几乎完全混合，在深达数米的月壤中这些稀有气体的含量较均匀。在月壤的稀有气体中，最让我们
17、感兴趣的是氦-3。因为，相比目前正加速发展的利用氘和氚反应的热核聚变装置来说，用氦-3 来进行核聚变反应具有比用氚作燃料有更多的优点，主要表现在：反应产生的能量更大； 传统的氚核反应过程中，伴随核聚变能的产生，要产生大量的高能中子，而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤；相反的，若用氦-3 作为反应物，则主要产生高能质子而不是中子，对环境保护更为有利；氚本身具有放射性对，而氦 -3 则没有。月壤中氦 -3 的资源量对未来人类开发利用月球能源具有极重要的意义。由于月壤中 3He 的含量较为稳定，只要能够精确探测月壤的厚度，就可以估算出月壤中3He 的资源量。以“阿波罗”和“月球” 探测器
18、的实测结果为参考标准计算，月壤中 3He的资源总量可达 100 万500 万 t。而地球上天然气可提取的氦-3 是非常少的，只有1520t。建设一个 500MW 的 D-3He 核聚变发电站，每年消耗的 3He 仅需 50kg。如果美国全部采用 D-3He 核聚变发电, 年发电总量仅需消耗 25t 的 3He，而中国大约需要 8t的 3He，全世界的年总发电量约需 100t 的 3He，也就是说，月壤中的氦-3 可供地球能源需求达万年。因此，开发月壤中所蕴涵的丰富的氦-3 对人类未来能源的可持续发展具有重要而深远的意义。据计算，3He 的能量回报率为 270，原子能发电的能量回报率为 20，煤
19、为16。3He 作为一种清洁、高效、安全的核聚变发电燃料是无容质疑的。当前，可控核聚变工业发电尚未实现，从月球上运回 3He 成本过高。由于目前技术条件和经济发展等诸多条件的制约，利用月壤中氦-3 来进行发电看起来是难以想像的，但随着可控核聚变发电的商业化，航天科技的发展和进步，航天运输成本将日益降低，当地月之间的运输成本将降低到我们可以接受的程度时，利用氦-3 发电将成为理所当然和历史潮流的必然。人类要开发月球，建立月球基地，必然要在月球上获取生命维持系统的各种气体 O、CO2、N 等，而氦可以作为副产品来进行开发，这样会进一步降低成本。（二） 月球的金属矿产资源将是地球资源的重要储备和支撑
20、1. 月海玄武岩中的钛、铁等资源月面上有 22 个月海，除东海、莫斯科海和智海位于月球的背面外，其他 19 个月海都分布在月球的正面。月海中的玄武岩含 TiO2 的含量范围为 0.5%13%。月球上 22 个月海中所充填的玄武岩总体积约 106 万 km3。若以钛铁矿含量超过 8wt%，即 TiO2 的含量4.2wt%的月海玄武岩进行估算，月海玄武岩中钛铁矿（FeTiO3）的总资源量约为 1300 万亿1900 万亿 t。尽管上述估算带着很大的推测性与不确定性，但可以肯定的是月海玄武岩中所蕴涵的丰富的钛铁矿是未来月球开发利用的最重要的矿产资源之一。2. 克里普岩与稀土元素、钍、铀等资源克里普岩
21、（KREEP）是高地三大岩石类型之一，因富含 K（钾） 、REE（稀土元素）和 P（磷）而得名。克里普岩在月球上分布很广泛。富钍、铀的风暴洋区的克里普岩被后期月海玄武岩所覆盖，克里普岩与月海玄武岩混合并形成了高钍、铀物质，其厚度估计有 1020km 。风暴洋区克里普岩中的总稀土元素资源量约为 225亿450 亿 t。克里普岩中所蕴涵的丰富的钍、铀和稀土元素也是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源之一。此外，月球还蕴藏有丰富的铬、镍、钾、钠、镁、硅、铜等金属矿产资源，将会为人类社会的可持续发展作出贡献。（三） 月球表面特殊空间环境的利用月球几乎没有大气层，属于超高真空状态，因而月球表面不会有大
22、气的吸收、反射与散射等干扰；由于没有大气的热传导，月球表面昼夜温差极大；月球没有全球性的磁场，月岩只有极微弱的剩磁；月球的内部能量已近于衰竭，内部的地温梯度也很小，月震释放的能量仅相当于地震的一亿分之一，地质构造极其稳定；自距今 31 亿年以来，月球没有发生过显著的火山活动和构造运动，因此，月球的“地质时钟”停滞在 31 亿年之前，至今仍保留了其早期形成时的历史状况，月球表面还具有高洁净、弱重力的特征。上述所有这些特征，是在地球上无法达到的。因此，在月球表面建立月基天文观测站和研究基地，技术要求比哈勃太空望远镜更低，而精度比后者高得多，月基天文观测站的运行和维护费也会低得多。月球上的天文观测站
23、是月球基地的重要组成部分，它不仅可以对太阳系、银河系天体和星际空间进行观测研究，而且是进行太阳物理学、天体物理学、重力波物理学、中微子物理学观测和实验最有吸引力的场所。在月面建立月基对地监测站，可以对地面的气候变化、生态演化、环境污染和各种自然灾害进行高精度的观察和监视，为人类的可持续发展作出贡献。月球的特殊环境为研制特殊生物制品和特殊材料开拓了广阔而诱人的前景，目前已提出庞大的需要在月球基地内研制的生物制品与特殊材料的清单。月球将成为新的生物制品和特殊材料的研制、开发和生产的基地。月球是地球唯一的天然卫星，是人类唯一的、庞大而稳固的“天然空间站”，是人类征服太阳系、开展深空探测的前哨阵地和转
24、运站。在月球上建立永久性“地球村”，是人类向外层空间发展的第一个目标，也是最关键的一步，而重返月球计划旨在建设一个具有生命保障系统的受控生态环境的月球基地，进行月面建筑、运输、采矿、材料加工和各项科学研究，为将来建设适于人类居住的月球村进行科研和技术准备，使月球最终成为一个庞大、稳固而功能齐全的“天然空间站”，成为人类共有的科学实验室和开展深空探测的研究试验基地、前哨阵地和物资转运站。因此月表与月球的空间环境具有巨大的利用前景。可以看出，月球的矿产资源、能源资源和特殊环境资源将对人类社会的可持续发展发挥长期稳定的支撑作用，地-月系不仅是一个统一的自然体系，而且在人类社会的可持续发展方面，也将构
25、成一个统一的整体。三、我国月球探测的发展战略与科学目标（一） 开展月球探测是我国航天活动发展的必然选择纵观世界航天发展态势，重返月球，开发月球资源，建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和热点。我国在发展人造地球卫星和载人航天之后，与时俱进，适时开展以月球探测为主的深空探测，是我国科学技术发展和航天活动的必然选择，也是我国航天事业持续发展，有所作为、有所创新的重大举措。（1）月球探测将成为我国空间科学和技术发展的第三个里程碑。发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是航天活动的三部曲。我国在应用卫星方面已有 30 多年的成功经验，成果令人瞩目，随着载人航天取得重大的突破，目前唯有深空探测尚未开展
26、。纵观世界航天活动的发展历程，深空探测是航天活动的第三个重要领域，世界主要航天国家和组织都在实施或计划开展以月球探测为主的深空探测，我国作为世界大国和主要航天国家开展月球探测是航天活动发展的必然选择，理应在月球探测领域占有一席之地，并有所作为。（2）月球探测是一个国家综合国力和科学技术水平的重要体现,开展月球探测工作有利于进一步牢固确立我国的大国地位，扩大我国在全球的政治影响。（3）月球探测能极大地增强民族凝聚力。从历史来看，我国航天发展史中两个重要的里程碑第一颗人造地球卫星和第一颗载人实验飞船的成功发射，极大地鼓舞了全国各族人民和海内外华人，增强了中华民族的自豪感和凝聚力。开展月球探测必将实
27、现中华民族的梦想，更大地增强民族凝聚力和自豪感，成为中华民族伟大复兴的一个重要标志性工程。（4）月球探测可以成为我国新的科技生长点，有利于推动科教兴国方针的贯彻实施，促进高新技术的全面发展，推动基础科学的创新和发展。（5）21 世纪，人类将重返月球。深入研究发现,月球具有丰富的资源和可利用的巨大战略价值，世界各国对月球资源的争夺将越来越激烈。开展月球探测，将提高我国认识月球、开发利用月球资源的能力，对维护我国在月球上的权益具有重要的战略意义。当前，正值国际上重返月球计划尚未全面开展之际，我们必须与时俱进，抓住机遇，尽快启动我国月球探测工程。我国的月球探测虽然起步晚，但可以在较高的起点上迎头赶上
28、，确保我国在国际月球探测活动中占有一席之地。（二） 我国月球探测工程的发展规划设想我国开展月球探测工程应紧密结合我国国情和月球探测工程的特点；应服从和服务于科教兴国战略和可持续发展战略，以满足科学、技术、政治、经济和社会发展的综合需求为目的，把推进科学技术进步的需求放在首位，力求发挥更大的作用；要坚决贯彻“有所为有所不为”的方针，有限目标，突出重点，集中力量，在关键领域取得突破；我国月球探测工程虽然起步晚，要借鉴国外月球探测工程的经验和教训，优选探测目标，力求高起点进入国际主潮流，有一定的先进性和创新性，形成自己的特色，作出应有的贡献；充分利用我国在开展人造卫星工程、载人航天工程和空间科学研究
29、等方面创造的条件和取得的成果，加强系统设计创新和必要的技术攻关，在求实创新的基础上，实施“又快、又好、又省”的发展策略，探索更加经济、更加高效的月球探测工程发展道路；采取短期目标与长远目标相结合，单一任务与综合性计划相结合，循序渐进与分阶段发展相结合，各阶段互相有机衔接的发展策略，以实现持续、协调的发展。综合分析国际上月球探测已取得的成果,以及世界各国“重返月球”的战略目标和实施计划，考虑到我国科学技术水平、综合国力和国家整体发展战略，近期我国的月球探测应以不载人月球探测为宗旨，可分为三个发展阶段：第一阶段：环月探测。研制和发射我国第一个月球探测器月球探测卫星，对月球进行全球性、整体性与综合性
30、探测。主要目标是：获取月球高精度三维立体图像；并对月球表面的环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。勘察月球13 种有用元素的分布特点与规律；勘测月壤的特征与厚度并估算核聚变发电燃料氦-3 的分布与资源量；探测地-月空间环境。第二阶段：月面软着陆器探测与月球车月面巡视勘察。发射月球软着陆器，试验月球软着陆和月球车技术，就地勘测着陆区区域的地形地貌、地质构造、岩石成分与分布，就位探测月壤层和月壳的厚度与结构，记录小天体撞击和月震，开展月基极紫外、低频射电和光学天文观测，并为月球基地的选择提供基础数据。第三阶段：月面自动采样返回。发射小型采样返回舱，进行就地勘测着陆区区域的地形地貌、地质构造、
31、岩石成分与分布，就位探测月壤层和月壳的厚度与结构，记录小天体撞击和月震，探测月球内部结构；采集关键性月球样品返回地球，举行系统深入研究。我国在基本完成不载人月球探测任务后，根据当时国际上月球探测发展情况和我国的国情国力，可进一步研究拟定我国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。（三） 我国月球探测卫星“ 嫦娥一号”的科学目标我国的第一个月球探测卫星应在确保成功的基础上，优选探测目标，确保重点，探测内容既与国际接轨，又要具有特色，不完全重复其他空间国家已做过的工作，为月球研究和“重返月球” 提供前所未有的新资料，奠定我国月球探测和深空探测的地位和特色。1
32、. 获取月球表面三维影像获取月球表面三维影像，精细划分月球表面的基本构造和地貌单元；进行月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度等的研究，为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史研究提供基本数据；划分月球断裂和环形影像纲要图，勾画月球地质构造演化史；为月面软着陆区选址和月球基地的位置优选提供基础资料。2. 分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点勘探月球表面有开发利用价值的 14 种元素（钛、铁、钍、铀、钾、氧、硅、镁、铝、钙、钠、锰、铬、稀土元素）的含量与分布，其中有 9 种元素是我国首次进行探测, 获取 14 种有用元素的分布图。根据元素分布的特点和高光谱数据，确定克里普岩、斜长岩和玄武岩的
33、类型与分布；发现各元素在月表的富集区，评估月球矿产资源（Fe、Ti 等）的开发利用前景。月球表面物质是研究月球形成和演化历史最为直接的对象，因此，月球表面元素丰度、岩石类型及其全球分布的探测和研究，是月球资源探测的主要途径和最重要的主题。通过对月岩及其分布的研究，为未来开发和利用月球的资源（如铁、钛和稀土元素）提供依据，为研究太阳系和地-月系的起源方式与演化过程提供直接和有效的科学证据。3. 探测月壤特征与厚度利用微波辐射技术，获取月球表面月壤的特征和厚度数据，这也是国际上第一次进行全月球的月壤厚度测量。获取月球表面月壤厚度的数据，从而得到月球表面年龄及其分布，估算月球表面氦-3 的分布及资源
34、量。4. 探测地月空间环境月球与地球的平均距离约为 38 万 km，处于地球磁场空间的远磁尾，在向阳面可穿出地磁场磁层顶，感受行星际空间环境（如原始太阳风、太阳宇宙线及行星际磁场） 。探测太阳宇宙线高能带电粒子和太阳风等离子体，研究太阳风和月球以及磁尾和月球的相互作用，对深入认识这些空间物理现象对地球空间以及对月球空间的影响有深远的科学及工程意义。通过月球卫星轨道参数的高精度测量和科学分析，研究月球质量分布的不均一性。通过嫦娥一期工程实现的工程目标有：（1）突破月球探测的关键技术。主要包括研究地月飞行技术，验证航天器飞出地球并进入其他天体引力场的轨道设计与 GNC 系统技术；实施远距离测控和通
35、信，为深空测控与通信打下技术基础；研究月球飞行的热环境条件，验证航天器的热设计，探索深空探测器的热控解决途径等：（2）初步建立我国的月球探测工程大系统。包括运载火箭、卫星、发射场、地面测控系统和地面应用系统，根据月球探测的特点进行相应的整合与适应性修改，初步建立适应未来发展的工程大系统；（3）验证各项关键技术，获取月球探测的宝贵工程实践经验，为未来探测积累技术基础；（4）初步建立我国月球探测技术研制体系，培养相应的人才队伍，推动月球探测活动的进一步开展。（四） 我国完全具备开展月球探测的能力我国已经建立起了完整配套的航天工程体系，这些基础设施和研制条件为我国开展月球探测工程奠定了必要的物质基础
36、。经过多年可行性论证，我国月球探测的总体战略和科学目标已经明确。东方红-3 号（DFH-3）可以作为月球探测卫星平台，各分系统也基本采用其他卫星的成熟技术。长征-3 甲（CZ-3A）运载火箭可以满足发射月球探测卫星的要求。我国现有的 S 频段航天测控网，在甚长基线干涉（VLBI）天文测量网的配合下，可以完成首期月球探测的测控任务。我国具备了月球探测数据的接收、处理和解译能力。总之，我国开展的月球探测工程，科学目标明确、先进，有创新性，投资有限，是一项影响深远的国家战略工程。三年内完成首次月球探测，还需要攻克一系列技术难关，任务非常艰巨，必须确保成功。我们将竭尽全力，发扬两弹一星和载人航天精神，
37、实现中华民族的历史夙愿。中國載人航天、月球探測等航天重大科技工程取得突破性進展 作者羅沙 2011-12-29 13:18:37 來源 新華社新華社北京月日電（記者羅沙 程志良）中華人民共和國國務院新聞辦公室日發表的中國的航天白皮書說，年以來中國航天重大科技工程取得突破性進展，中國成為世界上第三個獨立掌握航天員空間出艙關鍵技術的國家，已經跨入具有深空探測能力的國家行列。白皮書說，年月日至日，中國成功發射“神舟七號”載人飛船，首次順利實施航天員空間出艙活動，完成艙外空間材料試驗、小衛星釋放與伴飛試驗，標志著中國成為世界上第三個獨立掌握航天員空間出艙關鍵技術的國家。年月和月，中國先後發射“天宮一號
38、”目標飛行器和“神舟八號”飛船，成功實施中國首次空間交會對接試驗，為後續空間實驗室和空間站的建設奠定了基礎。深空探測方面，白皮書指出，年月日，中國成功發射中國第一個月球探測器“嫦娥一號” ，實現“精確變軌，成功繞月”的預定目標，獲取大量科學數據和全月球影像圖，並成功實施“受控撞月”任務。 “嫦娥一號”任務的圓滿完成，是繼人造地球衛星、載人航天飛行取得成功之後中國航天事業發展的又一座里程碑，標志著中國已經跨入具有深空探測能力的國家行列。白皮書指出，年月日，中國成功發射“嫦娥二號”月球探測器，獲取了分辨率更高的全月球影像圖和虹灣區域高清晰影像，並成功開展環繞拉格朗日點等多項拓展性試驗，為深空探測後
39、續任務的實施奠定了基礎。白皮書同時指出，年以來，中國對空間碎片進行監測預警，為“嫦娥一號” 、“嫦娥二號”月球探測器和“神舟七號”載人飛船等重要航天器的安全飛行提供了支撐；空間碎片減緩工作穩步推進，全面實施“長征”系列運載火箭的鈍化，並對多顆廢棄地球靜止軌道衛星采取離軌處置措施；開展載人航天器的空間碎片防護工作。 （嫦娥三号试验取得重大进展 中国月球车指日可待 2012-01-18 10:09:00 来源： 中国广播网 我要评论新闻背景据近日召开的 2012 年国防科技工业工作会透露，我国探月工程嫦娥工程二期中的嫦娥三号任务，目前已经圆满完成月球着陆器的悬停避障及缓速下降试验、月球巡视器的综合
40、测试及内、外场试验等各项验证性试验，技术方案得到验证，工程研制取得重大进展。1 “中华牌”月球车活动范围达 5 平方公里2013 年前后，我国将发射首个月球着陆探测器嫦娥三号，它由着陆器和巡视探测器(即“中华牌 ”月球车)组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。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。据介绍，嫦娥三号任务的具体特点可总结为以下几方面：选择与以往不同区域着陆；月面软着陆就位探测与月球车巡视勘察二者同时进行并有机结合，将
41、获得比以前更有意义的探测成果；在国际上首次利用测月雷达实测月壤厚度(130 米)和月壳岩石结构(13 千米)；首次在软着陆地点利用数据转发器精确测定地月间距离，进行月球动力学研究；首次开展日地空间和太阳系外天体的月基甚低频射电干涉观测，进行太阳射电爆发与空间粒子流、光千米波辐射、日冕物质抛射行星低频噪声和太阳系外天体的甚低频观测研究；首次在月球上采用极紫外相机观测太阳活动和地磁扰动对地球空间等离子层极紫外辐射的影响，研究该等离子层在空间天气过程中的作用；首次进行月基光学天文观测，研究太阳系外行星系统、星震和活动星系核。2 须用着陆发动机和缓冲装置软着陆在人类进行月球与深空探测活动中，从获取探测
42、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。但它要突破月球软着陆、自动巡视勘察、深空测控通信和月夜生存等一系列关键技术。其中，软着陆是踏上另一个星球进行实地科学探测的第一步。在月表软着陆主要可分为探测器接近月面、软着陆发动机点火、着陆撞击直至稳定三个阶段。由于月球表面没有大气层，因此无法借助气动力来减速着陆，必须使用软着陆发动机和着陆缓冲装置。月球软着陆方式缓冲可分为气囊式和着陆机构式两类。而着陆机构又可分为花瓣式、桁架式和薄壁壳体式等几种结构形式。由于月球表面的热工况和太阳照射等条件与地球不同，所以为了保证着陆器的正常工作，必须研究以下内容：月表软着陆探测
43、器总体设计技术；着陆轨道设计与控制；着陆过程动力学分析设计。3 月面巡视探测要适应“当地地理”月球表面自动巡视探测技术主要是通过月球车在月球表面自动行驶，利用车载有效载荷对月面进行全景和近景摄影，对月表的化学成分进行分析，并把所获取的信息传送回地面。由于月面工作环境恶劣，昼夜温差高达 300，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”。月球表面自动巡视探测技术包含很多关键技术，主要有月球车的总体设计、自主导航和运动控制方法以及地面仿真实验技术等。月球车一般分为两类：一类是无人驾驶月球车，它由轮式底盘和仪器舱组成，载有多种科学
44、探测设备，用太阳能电池和蓄电池联合供电，其行驶是靠地面遥控指令，可在月面进行巡视探测，我国的嫦娥三号、四号(嫦娥四号是三号的备份) 以及苏联的月行者一号、二号月球车属于这类，它们也可称为月球机器人。另一类是有人驾驶月球车，主要作为交通工具用于扩大航天员的活动范围和减少体力消耗，可随时存放航天员采集的岩石和土壤标本，美国实施阿波罗载人登月时曾使用这种月球车。4 中欧日印都瞄着“落月探测”总的来讲，人类的探月可分为探月、登月和驻月三大步，即“探、登、驻”。目前，美国已经完成了前两个阶段，未来将以第三阶段为主，即建造可供人长期居住、工作的月球基地。苏联/俄罗斯走完了第一阶段，今后可开展载人登月。欧洲
45、、日本、中国和印度等都处在第一阶段，以“探”为主攻方向，并按照绕月探测、落月探测、取样返回，即“绕、落、回”三小步分步实施，逐步积累知识和经验。由此可见，美苏是探月的第一集团，其中，美国最为先进。欧洲、日本、中国和印度是探月的第二集团，且都已完成绕月探测，所以纷纷开始瞄准下一个目标落月探测。2018 年前后，我国还将突破采样器、月地飞行技术和高精细月球样品分析技术等，发射嫦娥五号月球采样返回探测器，对月球进行精查。其核心任务是实现月球样品采集并自动返回地球，供科学家更深入地了解月球。另外，据2011 年中国的航天白皮书透露，我国正在开展载人登月前期方案论证，已有中国科技专家建议我国在 2025
46、 年或 2030 年进行载人登月。 延伸阅读未来主要探月方式有六种进入 21 世纪以来，全球掀起了探月热潮。至今，人类总共发射了 129 个月球探测器，其中美国 59 个，苏联 64 个，日本 2 个，中国 2 个，欧洲 1 个，印度 1 个，成功率大约为 50%，这主要是苏联和美国早期发射的月球探测器失败较多。进入 21 世纪以后发射的月球探测器全部成功。随着月球探测技术水平的不断提高，早期那种从月球近旁飞过或在其表面硬着陆的方式已不再采用了，但增加了一些新的探月方式，从而使月球探测的广度和深度不断扩大。现在和可以预见的将来主要采用的探月方式有以下几种方式：1、用月球探测卫星的方式以较长时间全面获取月球信息。2、探测器在月球表面软着陆，以固定或漫游车的方式进行实地考察、拍摄探测和取样分析等。3、用载人或不载人探测器在月面软着陆后取得样品返回地球，在实验室进行精细分析。4、进行撞击式探测，它与早期的硬着陆不同，主要用于探测月球的内部结构和组成。5、发射飞镖式穿透探测器，未来的日本月球-A 和英国 “月光” 探测器将是这类探测器的典型代表，它们将在进入月球轨道后向月面投放用于研究月震及其他亚地表现象的穿透器。6、在月球建立永久性载人基地，以开发和利用月球的资源、能源和特殊环境，并为载人火星航行开道铺路。(庞之浩 作者为国际太空杂志执行主编) (来源：北京日报)
