嫦娥探月系列介紹演講人：日期:目錄02任務(wù)歷程概要01工程背景與目標(biāo)03關(guān)鍵技術(shù)突破04科學(xué)成果發(fā)現(xiàn)05國(guó)際合作與影響06未來(lái)發(fā)展愿景01工程背景與目標(biāo)Chapter項(xiàng)目啟動(dòng)背景國(guó)家戰(zhàn)略需求21世紀(jì)初，全球掀起新一輪探月熱潮，中國(guó)為提升航天技術(shù)實(shí)力、維護(hù)太空權(quán)益，將探月工程納入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要，成為深空探測(cè)戰(zhàn)略的重要一環(huán)。國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與合作美、俄、歐、日等已實(shí)施多次月球探測(cè)，中國(guó)需通過(guò)自主探月計(jì)劃獲取月球資源數(shù)據(jù)，同時(shí)為未來(lái)國(guó)際合作提供技術(shù)籌碼。技術(shù)積累與突破通過(guò)前期載人航天工程（如神舟系列）的經(jīng)驗(yàn)積累，中國(guó)已具備運(yùn)載火箭、測(cè)控通信、軌道設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)能力，為探月工程奠定基礎(chǔ)。核心科學(xué)目標(biāo)利用CCD立體相機(jī)和激光高度計(jì)，獲取高分辨率月球表面影像及高程數(shù)據(jù)，繪制全球三維地形圖，填補(bǔ)國(guó)際月球測(cè)繪空白。月球三維影像測(cè)繪通過(guò)γ/X射線譜儀、微波探測(cè)儀等設(shè)備，探測(cè)月表元素分布、礦物類型及氦-3等潛在資源儲(chǔ)量，為后續(xù)資源開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。月壤成分與資源分析監(jiān)測(cè)太陽(yáng)風(fēng)粒子、月球磁場(chǎng)等數(shù)據(jù)，研究太陽(yáng)活動(dòng)與月球環(huán)境的相互作用機(jī)制，深化對(duì)地月系統(tǒng)的認(rèn)知。地月空間環(huán)境研究010203整體規(guī)劃框架多任務(wù)協(xié)同推進(jìn)同步開展軌道器、著陸器、巡視器及中繼衛(wèi)星（如鵲橋號(hào)）的聯(lián)合探測(cè)，構(gòu)建天地一體化探測(cè)網(wǎng)絡(luò)。03技術(shù)驗(yàn)證與迭代每項(xiàng)任務(wù)均設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證環(huán)節(jié)（如嫦娥二號(hào)驗(yàn)證地月轉(zhuǎn)移軌道技術(shù)），為后續(xù)任務(wù)積累經(jīng)驗(yàn)并降低風(fēng)險(xiǎn)。0201“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略第一階段（嫦娥一號(hào)、二號(hào)）實(shí)現(xiàn)繞月探測(cè)；第二階段（嫦娥三號(hào)、四號(hào)）完成月面軟著陸與巡視；第三階段（嫦娥五號(hào)、六號(hào)）突破月球采樣返回技術(shù)。02任務(wù)歷程概要Chapter中國(guó)首次繞月探測(cè)搭載了CCD立體相機(jī)、激光高度計(jì)、微波探測(cè)儀等設(shè)備，首次獲取了全月球影像圖和高精度月表高程數(shù)據(jù)，為后續(xù)探月任務(wù)奠定了重要基礎(chǔ)?？茖W(xué)載荷與成果任務(wù)終結(jié)與撞擊實(shí)驗(yàn)2009年3月1日，嫦娥一號(hào)受控撞擊月球預(yù)定區(qū)域，通過(guò)撞擊過(guò)程獲取了月表物質(zhì)特性數(shù)據(jù)，同時(shí)驗(yàn)證了衛(wèi)星的可靠性和控制技術(shù)。嫦娥一號(hào)是中國(guó)首顆繞月人造衛(wèi)星，于2007年10月24日由長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭發(fā)射升空，標(biāo)志著中國(guó)探月工程正式拉開序幕。其主要任務(wù)包括獲取月球表面三維影像、分析月壤元素分布及評(píng)估月壤厚度。嫦娥一號(hào)任務(wù)嫦娥二號(hào)任務(wù)高分辨率探測(cè)與技術(shù)驗(yàn)證工程突破意義拓展任務(wù)與深空探測(cè)作為嫦娥一號(hào)的備份星升級(jí)而來(lái)，嫦娥二號(hào)于2010年10月1日發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了更高精度的繞月探測(cè)，分辨率達(dá)米級(jí)，并完成了嫦娥三號(hào)預(yù)選著陸區(qū)的精細(xì)測(cè)繪。在完成主任務(wù)后，嫦娥二號(hào)飛往日地拉格朗日L2點(diǎn)開展空間環(huán)境探測(cè)，隨后又對(duì)小行星圖塔蒂斯進(jìn)行近距離飛越觀測(cè)，成為中國(guó)首顆開展多目標(biāo)探測(cè)的深空探測(cè)器。突破了地月轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)、X波段測(cè)控通信等關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)嫦娥三號(hào)軟著陸任務(wù)提供了重要技術(shù)支撐和經(jīng)驗(yàn)積累。首次實(shí)現(xiàn)月面軟著陸2013年12月2日發(fā)射，12月14日成功著陸月球虹灣地區(qū)，使中國(guó)成為全球第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸的國(guó)家。著陸器搭載了極紫外相機(jī)等設(shè)備，開展月基天文觀測(cè)?！坝裢锰?hào)”月球車巡視探測(cè)巡視器“玉兔號(hào)”配置全景相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)等儀器，首次實(shí)現(xiàn)月表巡視與就位探測(cè)，獲取了月壤厚度、月殼結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)新型玄武巖。長(zhǎng)壽命與超額完成任務(wù)設(shè)計(jì)壽命3個(gè)月的著陸器和巡視器實(shí)際工作遠(yuǎn)超預(yù)期，其中著陸器至今仍保持部分科學(xué)載荷運(yùn)行，創(chuàng)造了中國(guó)深空探測(cè)器的長(zhǎng)壽命紀(jì)錄。嫦娥三號(hào)任務(wù)03關(guān)鍵技術(shù)突破Chapter03月球軟著陸系統(tǒng)02緩沖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新性使用蜂窩鋁材與液壓阻尼結(jié)合的著陸腿結(jié)構(gòu)，有效吸收著陸沖擊力，確保探測(cè)器在月面重力環(huán)境下（地球1/6）穩(wěn)定著陸。動(dòng)力下降技術(shù)配備7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)節(jié)流閥動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)推力，實(shí)現(xiàn)從15km高度到月面的勻速緩降，克服月球無(wú)大氣環(huán)境下的制動(dòng)難題。01精確制導(dǎo)與導(dǎo)航控制采用多傳感器融合技術(shù)（包括激光測(cè)距、微波測(cè)速等），實(shí)現(xiàn)著陸器在月球表面復(fù)雜地形下的高精度自主避障與懸停，著陸精度可達(dá)百米級(jí)。遙感探測(cè)技術(shù)搭載可見光-近紅外波段（0.48~3.0μm）高分辨率光譜儀，可識(shí)別月表礦物成分（如橄欖石、輝石）分布，空間分辨率達(dá)200米/像素。多光譜成像儀微波探測(cè)雷達(dá)激光高度計(jì)采用4頻段（3.0GHz/7.8GHz/19.35GHz/37GHz）穿透式探測(cè)，首次實(shí)現(xiàn)月壤厚度（30米內(nèi)）與氦-3資源量的全球性測(cè)繪。發(fā)射1064nm脈沖激光，通過(guò)納秒級(jí)時(shí)間測(cè)量構(gòu)建月面三維模型，高程分辨率優(yōu)于5米，為嫦娥四號(hào)著陸背面的馮·卡門撞擊坑提供地形數(shù)據(jù)支撐。樣本返回機(jī)制突破月球低重力（1.62m/s2）環(huán)境下無(wú)發(fā)射塔約束的垂直起飛控制，上升器采用高比沖（308s）自燃燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，確保從月面精確入軌。月面起飛技術(shù)在38萬(wàn)公里外實(shí)現(xiàn)上升器與軌道器以±5cm/s的相對(duì)速度自動(dòng)對(duì)接，依賴微波雷達(dá)與光學(xué)成像復(fù)合導(dǎo)引技術(shù)，對(duì)接成功率超99.9%。軌道交會(huì)對(duì)接返回艙采用半彈道跳躍式再入（速度10.9km/s），通過(guò)兩次大氣層減速將過(guò)載控制在4.8G以內(nèi)，碳化硅防熱涂層可耐受3000℃高溫?zé)g。地球再入防護(hù)04科學(xué)成果發(fā)現(xiàn)Chapter地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析月球表面地形測(cè)繪嫦娥一號(hào)利用激光高度計(jì)和CCD立體相機(jī)，首次獲取了覆蓋全月的高精度地形數(shù)據(jù)，揭示了月球表面撞擊坑、月海、山脈等地質(zhì)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)分布特征，為研究月球演化歷史提供了關(guān)鍵依據(jù)。月殼厚度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測(cè)通過(guò)微波輻射計(jì)和γ/X射線譜儀，嫦娥一號(hào)探測(cè)了月球表層物質(zhì)的化學(xué)成分及月殼厚度分布，發(fā)現(xiàn)月球正面與背面的月殼厚度存在顯著差異，為月球早期巖漿洋理論提供了重要支持。月壤特性研究嫦娥三號(hào)搭載的測(cè)月雷達(dá)首次實(shí)現(xiàn)月壤厚度原位探測(cè)，發(fā)現(xiàn)月球表面存在多層月壤結(jié)構(gòu)，其物理特性與地球土壤截然不同，這對(duì)未來(lái)月球基地建設(shè)具有重要工程參考價(jià)值?？臻g環(huán)境數(shù)據(jù)月球磁場(chǎng)殘余分布測(cè)繪嫦娥二號(hào)首次完成全月磁場(chǎng)分布高分辨率測(cè)繪，發(fā)現(xiàn)月球局部區(qū)域存在異常強(qiáng)磁場(chǎng)，這些"磁異常區(qū)"可能與古老撞擊事件導(dǎo)致的月殼礦物特殊分布有關(guān)。月球電離層特征研究通過(guò)低頻射電探測(cè)儀，首次發(fā)現(xiàn)月球存在極其稀薄的電離層現(xiàn)象，其電子密度比地球電離層低6個(gè)數(shù)量級(jí)，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)理解無(wú)大氣天體的空間環(huán)境形成機(jī)制具有重要意義。地月空間粒子環(huán)境監(jiān)測(cè)嫦娥系列衛(wèi)星攜帶的高能粒子探測(cè)器系統(tǒng)記錄了地月轉(zhuǎn)移軌道及月球軌道的宇宙線強(qiáng)度、太陽(yáng)風(fēng)粒子通量等數(shù)據(jù)，填補(bǔ)了我國(guó)在38萬(wàn)公里空間環(huán)境監(jiān)測(cè)的空白。水冰證據(jù)研究撞擊坑水冰賦存狀態(tài)分析嫦娥五號(hào)返回的月壤樣品中檢測(cè)到撞擊玻璃包裹的水分子，結(jié)合軌道器遙感數(shù)據(jù)，證實(shí)月球水冰可能主要以微觀形式賦存于月壤顆粒表面及內(nèi)部。永久陰影區(qū)水分子探測(cè)嫦娥一號(hào)的微波輻射計(jì)數(shù)據(jù)顯示月球兩極永久陰影區(qū)存在異常低溫區(qū)域，結(jié)合后續(xù)嫦娥四號(hào)的中子譜儀數(shù)據(jù)，證實(shí)這些區(qū)域可能含有以水冰形式存在的揮發(fā)物。太陽(yáng)風(fēng)成水機(jī)制驗(yàn)證通過(guò)嫦娥三號(hào)紫外望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)月球表面羥基/水分子含量隨太陽(yáng)活動(dòng)周期變化，為"太陽(yáng)風(fēng)質(zhì)子與月壤氧原子結(jié)合生成水"的理論提供了直接證據(jù)。05國(guó)際合作與影響Chapter國(guó)際協(xié)作項(xiàng)目中俄月球基地合作2021年中俄簽署《國(guó)際月球科研站合作備忘錄》，共同規(guī)劃建設(shè)無(wú)人/有人駐留的月球科研站，涵蓋能源供給、生命保障系統(tǒng)等核心技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)。中歐聯(lián)合探測(cè)計(jì)劃嫦娥系列任務(wù)與歐洲空間局（ESA）合作，利用其地面測(cè)控站支持嫦娥衛(wèi)星的軌道跟蹤和數(shù)據(jù)接收，同時(shí)共享月球探測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與深空通信協(xié)議。NASA數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證盡管受限于美國(guó)“沃爾夫條款”，嫦娥五號(hào)仍通過(guò)第三方學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)與NASA間接共享月壤成分?jǐn)?shù)據(jù)，用于對(duì)比阿波羅樣本的研究差異。全球探索貢獻(xiàn)嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面軟著陸，搭載低頻射電頻譜儀揭示月球背面電磁環(huán)境，為全球天文學(xué)家研究宇宙黑暗時(shí)代提供獨(dú)特窗口。填補(bǔ)月球背面空白嫦娥一號(hào)、二號(hào)數(shù)據(jù)參與國(guó)際月球測(cè)繪計(jì)劃，其1:250萬(wàn)比例尺全月地質(zhì)圖被國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）列為標(biāo)準(zhǔn)參考資料。高精度月球地質(zhì)圖嫦娥三號(hào)中子探測(cè)儀數(shù)據(jù)構(gòu)建的月球氦-3分布模型，為全球核聚變能源研究提供關(guān)鍵參數(shù)，被ITER組織納入聚變?nèi)剂蟽?chǔ)備評(píng)估體系。氦-3資源評(píng)估模型科學(xué)數(shù)據(jù)共享03聯(lián)合觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)通過(guò)國(guó)際VLBI（甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量）合作，整合全球射電望遠(yuǎn)鏡資源，將嫦娥系列軌道測(cè)定精度提升至米級(jí)，顯著提高深空導(dǎo)航能力。02嫦娥數(shù)據(jù)發(fā)布平臺(tái)國(guó)家航天局建立“月球與深空探測(cè)科學(xué)數(shù)據(jù)中心”，累計(jì)公開超過(guò)3TB的月球地形、光譜及重力場(chǎng)數(shù)據(jù)，支撐全球200余篇SCI論文研究。01月球樣品國(guó)際申請(qǐng)機(jī)制嫦娥五號(hào)首批1.5克月壤向全球科學(xué)家開放申請(qǐng)，已支持美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等15國(guó)團(tuán)隊(duì)開展同位素年代學(xué)與火山活動(dòng)研究。06未來(lái)發(fā)展愿景Chapter嫦娥六號(hào)規(guī)劃嫦娥六號(hào)計(jì)劃于2024年在文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，目標(biāo)著陸區(qū)為月球背面南極-艾特肯盆地，預(yù)計(jì)采集2000克月球樣品，突破月背采樣技術(shù)難題，為后續(xù)深空探測(cè)奠定基礎(chǔ)。月背采樣返回任務(wù)搭載高精度光譜儀、月壤成分分析儀等先進(jìn)設(shè)備，重點(diǎn)研究月背地質(zhì)構(gòu)造、礦物分布及宇宙射線環(huán)境，填補(bǔ)人類對(duì)月球背面認(rèn)知的空白。科學(xué)載荷升級(jí)任務(wù)中或?qū)⒋钶d法國(guó)氡氣探測(cè)儀、意大利激光角反射器等國(guó)際載荷，推動(dòng)全球月球科學(xué)研究協(xié)同發(fā)展，共享探測(cè)數(shù)據(jù)與科研成果。國(guó)際合作拓展載人探月目標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)研發(fā)新一代載人運(yùn)載火箭（長(zhǎng)征十號(hào)）、月面著陸器及艙外航天服，突破月面長(zhǎng)期生存保障、地月往返軌道設(shè)計(jì)等核心技術(shù)，計(jì)劃2030年前實(shí)現(xiàn)中國(guó)人首次登月。01月面活動(dòng)規(guī)劃開展月表地質(zhì)勘測(cè)、原位資源利用實(shí)驗(yàn)及天文觀測(cè)等任務(wù)，宇航員月面駐留時(shí)間預(yù)計(jì)達(dá)48小時(shí)，并建立臨時(shí)科考站支持短期科研活動(dòng)。02多任務(wù)協(xié)同與嫦娥七號(hào)、八號(hào)形成聯(lián)動(dòng)，驗(yàn)證載人與無(wú)人探測(cè)器協(xié)同作業(yè)模式，為后續(xù)建立永久性月球基地積累操作經(jīng)驗(yàn)。03長(zhǎng)期基地構(gòu)