月背探幽后，中国航天将延续“超级模式”

孔冰欣

“玉兔二号”

2019年1月3日，经过约38万公里26天的飞行，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑，实现人类探测器首次月背软着陆。1月11日，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器顺利进行了互拍。1月15日，嫦娥四号上搭载的生物科普试验载荷发布新照片：棉花种子，长出了绿色的嫩芽。

同年，一张历时5载光阴、由上万照片拼接、堪称“史无前例”的月球合成图宣布大功告成——这也是迄今为止最完整的全中文月球精准“地图”。该图依托NASA月球探测器的数据，囊括将近1600座月球环形山的名字，标注了从阿波罗到嫦娥四号，50个探测月球的纪念性地点……毫不夸张地说，从此份独一无二的“月图”上，你甚至能够还原整个人类的科学史。

阿姆斯特朗和奥尔德林的脚印，牵引无数太空骑士前赴后继，你追我逐。而我“嫦娥工程”的探月之梦，交织了古老民族的飞天畅想，以及复兴世代的凌云壮志，别样瑰丽，别样振奋，将渴望打破好奇极限、与天地竞自由的人们，进一步引向浩渺无垠的神秘苍穹。

嫦娥五号收官探月工程三期

中国探月工程总设计师吴伟仁曾自信而坚定地告诉媒体，“四号工程转入科学探索阶段”。“一是关于着陆区的地形地貌。过去我们都是通过遥感，通过一百公里甚至几百公里的轨道探测个大概，本次是身临其境;同时，通过这次月球行走，获得月背第一张地质剖面图，可探测到一百米至两百米深的地质构造、分层，研究月背地质的起源、形成，月球的年龄。二是月球周围的空间环境，包括宇宙辐射、太阳辐射、太阳耀斑的爆发，对月球空间的影响。三是研究月球的物质组成，初步探测月背的物质成分。这些科研成果，都是‘原创性的。”

嫦娥四号，值得国人骄傲。其直面轨道控制、着陆和通信技术的巨大挑战，多维创新突破，写下无数“第一”：首次实现月背软着陆与巡视探测，首次实现月背与地球的中继测控通信，首次实现在月背着陆器和月球轨道微卫星的甚低频科学探测，运载火箭多窗口、窄宽度发射和入轨精度达到国际先进水平，首次进行超地月距离的激光测距技术试验，首次在月面开展生物科普展示，首次开展国际合作载荷搭载和联合探测。

我探月工程的实施，建立了一套较为完善的深空探测基础设施，建成了全球布局的深空测控网，培养了一支高素质专业化的人才队伍，积淀了“追逐梦想、勇于探索、协同攻坚、合作共赢”的探月精神。以嫦娥四号任务圆满成功为标志，中国探月工程四期和深空探测工程全面拉开序幕。而发射次数高、重大任务多的2019年，更被誉为“中国航天超级2019”——还没完，好戏在后头。2020年，中国航天将一鼓作气，延续势不可挡的“超级模式”！

月球正面、背面合成图。

众所周知，中国探月工程分为绕、落、回三步。第一步“绕月”的顺利完成是在2007年，我国第一颗月球探测卫星嫦娥一号发射升空，13天后进入月球环绕轨道展开科学探测。2010年10月，嫦娥二号成功发射，正式进入“落月”阶段。2013年12月，嫦娥三号的成功落月，实现了中国航天器首次地外天体软着陆。2019年1月，嫦娥四号成功“拥吻”月球背面。而2020年计划开展的，就是我国探月工程三期的收官之作：发射嫦娥五号，执行月面采样返回任务。

“嫦娥五号将软着陆在月球上，随后取样返回。”在“2019软件定义卫星高峰论坛”上，中国探月工程首任首席科学家欧阳自远表示，月面取样返回航天器要发射、降落、取样，还要回来，会有一大堆技术难题，但“全部被攻克了”。

欧阳自远介绍，嫦娥五号目前实现突破的核心技术包括：运载发射、地月转移、近月制动、环月飞行、月面下降、月面采样、月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、轨道分离、再入回收12个部分。“整体载荷8.2吨，会采用新运载火箭，在海南文昌发射中心发射。”他披露，嫦娥五号又将实现4个重大突破，即首次在月球表面自动采样;首次从月面起飞;首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接;首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

嫦娥五号的月面着陆点在月球正面。“我们选择的着陆点距离美国‘阿波罗计划6次的着陆点有较远的距离，距离大概1000多公里之外，那里会有新的现象、会有新的发现。”“到了月球以后，探测器会用电铲铲取土壤，另外自动打钻取岩芯。”欧阳自远说，嫦娥五号的采样方式是复合式的，搭载了深孔钻取式采样器和铲挖式复合功能采样器联合完成采样。

待采样结束，上升器将在月球表面进行首次月面起飞。“进入月球后，会有一条‘飞船在月球空间等候交会对接，并转移月壤。”欧阳自远比喻，那将是“针尖”对“针尖”的场面。最后，“它们返回地球时，会遇到大气层的高速摩擦”，因此，得“让返回舱在大气层上层弹跳出去再回來，速度下降后再进行大气层的穿行”。

欧阳自远总结，实施环月卫星探测、月面软着陆探测与月球车勘察、月面软着陆探测与采样返回，是在为我国载人登月和月球基地建设积累经验和技术。

长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区相关工作后，垂直转运至发射区。

我国火星探测任务首次公开

在2020年，中国人是“真·要上天”的节奏。“嫦娥”邀月共遨游不说，2019年11月，国家航天局还首次公开了火星探测任务：我国或在2020年择机发射火星探测器，开展火星全球性和综合性探测。

日前，中国火星探测任务飞控团队亦首次亮相。央视报道指出，该团队其实就像是火星探测器的引路人，火星探测器发射后，将在团队帮助下到达火星，完成“绕、落、巡”一系列任务。

根据天体运行的规律，人类探测火星的窗口，即探测器发射的最佳时间，每隔26个月才有一次机会。所以，我国的首次火星探测任务计划在2020年择机实施。按照规划，火星探测器发射后，约摸经过200天左右的飞行才能最终到达火星。而这半年多的时间里，飞控团队将一直陪伴守护，直到探测器顺利平安地赶赴目的地。

想要一次性成功飞抵远在几千万公里外的火星，飞控团队不仅要给探测器规划一条最为科学的路线，还要保证它时刻遵循规划路线前进。一旦偏离轨道，可能会影响整个任务的成败。北京航天飞行控制中心火星探测任务总师崔晓峰解释道：“火星距离特别遥远，信号延迟非常大，信号量也非常少，在这种情况下，对它进行控制，就要采取一系列不同于以往任务的措施和技术，使得它能够在火星表面完成既定的工作，同时要保证巡视器的安全。”

值得一提的是，在公布我国火星探测任务的同时，国家航天局还公布了着陆器悬停避障试验。探测器的安全着陆被认为是火星探测任务最艰巨的挑战之一，着陆器悬停避障试验的成功，表明我国向火星探测迈进了一大步。

中国首次火星探测任务总设计师张荣桥表示，探测器发射后需要7个月左右才能抵达火星，但在火星降落只有7分钟的时间，“这是最困难挑战最大的环节”。“我们的着陆器悬停避障试验在亚洲最大的地外天体着陆综合试验场进行。不同于地球环境，火星上的重力加速度大概是地球的三分之一，为了能够模拟接近于火星的真实试验环境，专门建了一套试验设施来进行这次试验。主要由3个部分组成，塔架结构、随动系统，以及地面的火星表面模拟区域，6组钢结构的塔柱联结成一个柱形的钢铁结构，塔柱高140米，形成内圈直径120米，这个空间足以满足我们模拟火星降落过程所需要的空间。”

展望未来，我国太空探索行动可谓步履不停。2020年，我国还计划进行北斗导航卫星全球系统、高分辨率对地观测系统，低轨移动互联网星座等一系列航天任务。2030年前后，将实施“觅音计划”，对太阳系外是否有适宜人类居住的行星进行探测。此外，预计到2030年，我国将实施重型运载火箭、下一代空間基础设施、火星和小行星取样返回等重大工程项目。至2045年，我国将建立功能完备、长期运行的月球科研站、进行太阳系边际探测、拥有组合动力重复使用运载器、并具备载人登陆火星的能力。

2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭在海南文昌卫星发射中心将实践二十号卫星送入预定轨道，金色巨焰，映透山海。这，不啻意味着中国已拥有发射更重航天器，或将航天器送向更远深空的实力，是实现探月工程三期、火星探测等国家重大科技专项和重大工程的重要基础和前提——我们，距离“王者荣耀”，终于又近了一点。想起去年初时根据刘慈欣同名科幻小说改编的电影《流浪地球》上映，好评如潮;而随着我国更多太空探索的规划与目标的实现，文艺作品里的“科幻”，看上去已显得不那么“幻”且“炫”了，以往天马行空、不拘一格的奇思妙想，正逐渐演变为可以触摸到的真切愿景。

跨越星际的终极意义是什么

《自然》杂志近期盘点了2020年科学界酝酿的若干大事件——中国的嫦娥五号与火星探测任务举世瞩目——除此之外，在航天探索领域，美俄等多国的火星探测任务及美日的小行星采样作业等，亦备受关注。文章称，另有一些重大项目或产生新的重要数据：如发布人类首张黑洞照片的“事件视界望远镜”项目，预计在2020年发布新成果，这次可能是关于银河系中心的黑洞;欧洲航天局的“盖亚”探测器将会更新银河系的三维图谱，助科学家更好地了解银河系的结构和演化过程;欧洲核子研究中心则会争取获得更多资金，以推动新一代大型对撞机项目……

瞧，人类的未来，并不像几十年前《银翼杀手》片头的2019年年末那般颓靡迷离。没有仿生人，没有电子羊，没有战舰在猎户座边缘熊熊燃烧;可口可乐、青岛啤酒还在，贝尔电话和雅达利却早已消失。是“明天”被误解了吗？不。“明天”以其它的方式降临了：电子支付、共享经济、基因编辑、AI、无所不在的互联网——说到底，未曾改变的，是这颗小小的蓝色星球上，始终燃烧着关于“纵横寰宇、上天入地”的无穷欲望。

承认罢，技术疑难易征服，人性弱点难战胜。然而，即便如此，我们仍然无法阻止那颗雀跃的躁动的心。唯须谨记：宇宙深埋无限宝藏、危机与哲思，当我们不再害怕，首先亦当学会去生活，去爱，去承担。