嫦娥一號發射成功后仍有三大關鍵環節等待跨越

2007年10月24日 新華網

　　新華網北京10月24日電（記者黃全權 馮曉芳）國防科工委月球探測工程中心有關人士在接受新華社記者採訪時表示，對中國首顆繞月探測衛星執行的飛行任務而言，發射成功只是完成了第一步。

　　專家表示，在發射成功之後，「嫦娥一號」衛星在近一個月的時間裡還將經過加速、軌道修正、制動等一系列「高難度動作」，其中三個環節至關重要。只有邁過這一系列門檻，才標誌著中國繞月探測工程首次飛行任務取得成功。

　　關鍵環節之一：能否成功實施地月轉移

　　「嫦娥一號」衛星發射升空后，將在調相軌道繞地運行數日。之後，衛星將迎來實施地月軌道轉移的關鍵時刻。只有邁過這道門檻，「嫦娥一號」衛星才能進入遠地點高度約38萬公里的奔月軌道，真正奔向月球。

　　由於此次地月轉移變軌具有唯一性等特點，因此能否一次成功實施至關重要。

　　關鍵環節之二：能否成功被月球捕獲

　　「嫦娥一號」衛星在奔月軌道飛行116小時左右後將接近月球。此時，高速飛行的「嫦娥一號」衛星將實施首次「剎車制動」，確保自己被月球捕獲。只有成功被月球捕獲，「嫦娥」才將成為一顆真正的「月球衛星」。而一旦出現閃失，中國「嫦娥」或將與月球擦肩而過，失之交臂；或將撞擊月球。

　　專家表示，如果順利進入月球軌道，表明中國的衛星能從地球「走」到月亮，是一個巨大的進步，將標誌中國的航天能力取得了重要突破。

　　關鍵環節之三：能否成功環月探測

　　在被月球捕獲之後，「嫦娥一號」衛星還將經過兩次近月制動，才能從大橢圓軌道進入距離200公里的工作軌道。通過數日的在軌測試后，衛星有效載荷將全部打開工作。只有成功傳輸回相關探測數據后，才表明「嫦娥一號」衛星的科學探測計劃開始順利實施。

　　至此，中國繞月探測工程首次飛行任務方能真正宣布「獲得成功」。

知恥而後勇哈！

2007年10月24日新浪嘉賓訪談

　　本期做客新浪網「嫦娥工程系列訪談」的嘉賓是北京大學地球與空間科學學院教授、中國空間科學學會空間探測專業委員會副主任焦維新教授。焦教授解析了嫦娥一號的四大任務及新一輪世界探月熱潮。以下為訪談實錄：

　　主持人：焦教授，嫦娥一號馬上要發射了，會掀起新一輪的探月潮。人類探月應該有50年的歷史了，先簡短回顧一下這段歷史。

　　焦維新：人類探月球的歷史還是比較悠久的，在1957年蘇聯發射了第一顆人造地球衛星之後第二年，就是1958年，人類就開始了探測月球的嘗試。整個人類探測月球的歷史可以歸為以下幾個階段：

　　第一個階段是一個高潮，從1958年一直到1976年，這個階段發射的各類探測器是最多的。從1977年到1993年是一個寂靜期，沒有專門的月球探測器，只是有一些衛星在探測別的天氣的時候路過月球。從1994年到2006年，這一段時間發射了幾顆專門的月球探測器，然後形成新的高潮。從今年開始，2007到2008這兩年月球探測達到一個新的高潮。總體來說，這是這三個階段。

　　主持人：那我們的嫦娥工程應該算在新高潮裡面了。

　　焦維新：對。

　　主持人：剛才講到了世界探月的歷史，現在談一談中國嫦娥工程的歷程。首先從這個名字開始。這個名字是怎麼來的？

　　焦維新：在嫦娥工程正式立項之前，國內學者召開了很多次研討會，我自己參加過兩次。我記得在科學院主辦的一個月球研討會上，我代表空間科學技術專業的幾名老師發言。第一條我就明確提出，為了使廣大的百姓對月球探測關心、理解和支持，建議將未來的月球探測計劃取名為嫦娥計劃。後來又開了一些研討會，最後定為叫做嫦娥工程。我想我們提出嫦娥計劃，可能是後來嫦娥工程名稱的來歷之一吧！(笑)

　　主持人：本次嫦娥工程有四大任務中，第一個就是要做一個比較全面的月球立體圖。請問什麼樣的圖是立體圖？我們通過什麼方法來探測？

　　焦維新：以地球遙感衛星舉例來說，遙感衛星在地球表面掃描以後，我們就能看到地表的形態，但是看到的是一個平面圖。相比之下，立體圖更加逼真，哪裡有山，哪裡有峽谷，哪裡有隕石坑，一目了然。立體圖的原理是這樣的，一般的遙感衛星有兩部攝像機，向下拍攝的時候形成一定的夾角，然後通過專門軟體對數據進行處理，得到一個合成的圖象，就是立體圖。

　　主持人：怎樣保證能看到月球上的每一個地方呢？

　　焦維新：嫦娥一號基本是一個極軌衛星，軌道經過月球兩極。衛星繞著月球在轉，同時月球也不斷的自轉，這樣的話我們一次可以看到100多公里寬的帶，經過一段時間以後，就把整個月球表面就覆蓋了。

　　主持人：那把月球全部覆蓋大概需要多長時間？

　　焦維新：月球因為自轉比較慢，一個月才自轉一圈，像地球自轉比較快，地球的遙感衛星一般10餘天就可以把整個地球都覆蓋過來。覆蓋月球至少一個月以上，一次100多公里，一點點就把它整個都覆蓋了。

　　嫦娥一號將搭載1台CCD立體相機和1個激光高度計。激光高度計完成月面每個探測點的海拔高度測量，這些數值與CCD拍攝的高精度圖像相疊加，就是一幅全面的月球立體圖。

　　主持人：當我們獲得了月球表面的三維影像之後，是不是也要出一個我們自己的月球的圖？

　　焦維新：那肯定是大家非常期盼的。特別是這個圖是由我們國家自己的衛星拍出來的，又是三維的。我們看到這個圖肯定感覺格外親切，這是中國人幾千年的夢想，「嫦娥奔月」的夢想成真了。

　　主持人：為了完成月球探測的第二個任務，探測月球上礦物元素，我們需要帶什麼探測儀器？

　　焦維新：我們是用光譜分析的辦法，探測月球上的多種礦物元素。嫦娥一號攜帶了伽馬/X射線譜儀。

　　主持人：嫦娥一號的第三個任務是分析月球的土壤的厚度，要通過什麼方法來實現呢？

　　焦維新：月壤厚度是我們非常關注的一個問題，一是月壤里含有重要資源「氦3」，二是將來月球車會在月壤上行駛，需要了解月壤的一些特性。我們用微波遙感的方法探測月壤厚度，在衛星上發射一束電磁波，電磁波經過一定穿透深度后在月球表面反射，那麼我們分析穿透深度就能得到不同地方月壤的厚度。原理是比較簡單的，但實際上要想準確得到這個厚度還有其他方面的工作，比如電磁波是在哪個地方穿透多大的深度？在什麼地方反射回來？還需要對月壤本身的電性質有所了解，現在我們只能根據國外提供的數據來進行分析。當然這種方法也有空間解析度較低的缺點。

　　主持人：您剛才說，分析月壤的特性是為將來月球車登月做準備，那分析月壤厚度有什麼作用呢？

　　焦維新：因為月壤里有一種重要的資源叫「氦3」，可以作為未來可控核聚變的一種燃料。氦3是來自於太陽風，由於月球沒有強磁場，又沒有大氣層，所以太陽風就可以直接打到月壤上。經過幾十億年的積累，月壤裡面含有比較豐富的氦3。所以我們要探測月壤的厚度，由此估算各地方氦3的含量。

　　微波遙感還可以探測一些揮發物存儲的情況，特別是關於水冰的情況。是不是含有水冰，這也是人類在探測月球上非常關注的問題。當然這不是我們這個儀器的強項，以前美國在這方面也做了大量的工作，認為極區裡面還有水冰，但也有科學家持不同意見。

　　為了探測地月空間環境，嫦娥一號上面攜帶了粒子探測器，探測月地之間的空間環境，以及太陽風的情況。這是它的第四個任務。

　　小標 新一輪探月熱潮為人類重返月球做準備

　　主持人：好，剛才焦教授為網友們講解了嫦娥工程的4大目的。那您也提到，從2007年開始進入第二輪的探月熱潮。在這個探月熱潮里，除了我國的嫦娥工程，其他國家也有探月計劃，請您分析一下當前以及未來國際探月的形勢？

　　焦維新：從最近兩年來看，探月達到一個小的高峰，今年9月13日，日本發射「月球女神」探測器；明年，印度將發射「錢德拉揚1號」探測器，還有一個一個重頭戲是美國要發射月球勘察軌道器和撞擊器。美國這兩個探測器很可能對月球探測產生深遠影響。

　　日本的「月球女神」這個探測器的功能還是比較強的，它是探月以來最大的一個探測器，重達3噸，由三顆衛星組成，有一個主衛星還有兩個小衛星。這兩個小衛星有一個是叫做「中繼」衛星，主探測器把探測數據轉到中繼衛星上，保證主探測器在月球背向地球那一面時保持同地球的通信。

　　印度 「錢德拉揚1號」值得注意的是它有四個儀器是美國和歐空局贈送的，只要衛星工作正常，肯定會得到更多的科學反映。

　　2008年10月，美國要發射月球勘察軌道器，約一噸重，將攜帶比較精密的儀器。它在地面的解析度是0.5米，一些小的隕石坑都能看得比較清楚。這個月球勘察軌道器很重要的目的是為人類重返月球做準備，包括選擇著陸點等。

　　還有一個重要的問題，就是說月球水冰之謎，到底月球極區隕石坑裡面有沒有水冰。這個問題非常關鍵，如果真的是有水冰的話，將來人類重返月球就不用從地面帶水了，我們可以到極區提取水冰。

　　除月球勘察軌道器外，美國的火箭還將帶去一顆700公斤的衛星。火箭同小衛星分離后，撞入人們一直認為可能有水冰的地方，由小衛星在上面拍照分析。隨後這個小衛星也將撞入附近可能有水冰的隕石坑，由之前先同火箭分離的月球勘察軌道器進行拍照。

　　主持人：這次探測要兩次撞擊月球。

　　焦維新：對，兩次撞擊，而且撞擊的能量都比此前月球勘探者的撞擊要大得多。

　　主持人：而且監測的話也更加精密。

　　焦維新：對，所以有沒有水冰，應該說我們這一次就可以看個究竟了。2007到2008正式納入探測計劃的有這麼幾個衛星。德國和英國也將要獨立開展月球探測，他們的儀器還是比較先進的。如果這兩個國家也加入到月球探測的行列，那時候人類對月球科學的了解可能會更深入，競爭也會更激烈。

　　主持人：月球上有沒有水冰，是一個由來已久的疑問，過往對水冰的探測情況怎麼樣？

　　焦維新：根據探測美國認為應該還有水冰，美國發射月球勘探者衛星，一個很重要的目的就是探測月球極區是否有水冰。中子探測器發現月球極區對中子的吸收非常強，可以斷定極區的氫含量特別多。

　　主持人：而氫元素又是水的重要組成部分，但氫元素未必以水的形式存在呀？

　　焦維新：對。有人不同意月球上有水冰，那你氫不一定以H2O(編者註：水分子)，以水的這個形式存在，也可能它單獨存在，或者以其他形式存在。因此在月球勘探者要完成使命的時候，給它一個指令，讓它一頭撞到這個隕石坑上。如果有水的話，可以想像，探測器高速撞到冰上會產生很多的水蒸氣和煙霧，然後空間的望遠鏡和地面的望遠鏡都對準這個地區，指望奇迹發生，可以探測到水。

　　但是遺憾的是，不管是地面的望遠鏡還是太空的望遠鏡，什麼都沒有發現，也沒有發現煙霧。對此，有幾種解釋：水還是有的，但探測器沒有正好撞到這個隕石坑裡面；第二種解釋就是水冰還是有的，但水在含水礦物裡面，探測器能量不足以把含水礦物的水給撞擊出來；第三種解釋也是說水冰還是有的，但是這個隕石坑太深了，撞出的蒸汽不足以飛出這個隕石坑；第四種解釋埋怨說，可能地面望遠鏡瞄準的方位不對；第五種解釋承認，可能氫就是以氫氣的形式存在，不以水的形式存在。因此月球是否有水冰，顯然是一個謎，並不是像有一些勘探說得含有豐富的水冰。

　　主持人：對，所以說我們到了月球還有沒有水，其實也是人類希望慢慢去探索的。

　　焦維新：對，還要進一步探索解決的問題。

　　主持人：您剛剛提到2007年和2008年的探測是為了人類重返月球而做準備。人類大概在什麼時候可以實現重返月球？重返月球的目的是什麼？

　　焦維新：在兩年之前，美國總統布希宣布，美國已經制訂了重返月球計劃。按照這個計劃，大概在2018年人類的航天員將重新登陸月球，大概在2018到2020年期間。

　　主持人：這是美國的計劃。

　　焦維新：對。1969年人類已經登上了月球，四五十年以後，為什麼還上月球呢？因為過去上月球很大在於美蘇冷戰時期政治上的鬥爭，現在人類重返月球是對月球進行全面深入的觀測以及圍繞著月球資源的開發和利用等方面進行研究。從科學的目標來看，大致可以分成這幾個方面。

　　一是關於月球本身的科學，起源、演變等等這些問題。第二是在月球上來自於月球的科學，利用月球的環境，進行比如空間站的觀測等等。第三是在月球上的科學，一旦人類重返月球，就帶來了新的科學，跟人類在其他星體上安全健康地生活、工作等等有關的學科。嫦娥一號成功以後，這僅僅是我們長遠目標的其中一個，因為我們目標涉及到繞、落、回。

　　主持人：把話題拉回我國的探月計劃，我們有沒有宇航員登月計劃？

　　焦維新：繞、落、回，這是我們基本的目標。我的理解是我們分三步走，但不等於每一步只發射一顆衛星。第一步「繞」，我這麼想像，嫦娥一號發射成功以後，如果我們有了新的儀器和新的科學目標，可能再繼續發射兩個或者更多繞月衛星。那時我們儀器更先進，目標更明確，會得到更多的科學反饋。第二步「落」，意思是我們要發射月球車進行軟著月。第三步「回」，月球車取樣結束后，一個探測器會點火起飛，克服月球引力場返回地球，然後像返回式衛星那樣，通過降落傘減速等措施安全落到地面。

　　有網友問，中國有沒有載人探測計劃。至少我了解，我們還沒有制定載人的探測計劃，但是隨著技術進步和經濟發展，可能我們在探月發展到一定階段以後，不排除制定載人探測月球的計劃。

　　月球可以作為人類探索其他星球的一個中轉站。把太陽系比作一個海洋，那麼月球就是離我們的大陸最近的一個海島，是我們探索海洋奧妙的一個中轉站。所以人類無論從科學探索的角度，還是驗證新技術的角度，都非常關心對月球的探測。

　　主持人：好，非常感謝您給我們網友做了這麼詳細的一個解答，相信大家有很多疑問都已經從這個訪談裡面獲得了解答。謝謝！