2007年10月24日,嫦娥一號在西昌衛星發射中心升空,拉開了我國月球探測「嫦娥工程」的序幕。今年年底,嫦娥五號即將發射登月,採集月球樣品後返回地球。此間的十三年,我國先後發射了嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號中繼衛星鵲橋及嫦娥四號,完成了獲取清晰、詳細的月球表面影像數據和月球極區表面數據,月面軟著陸,探測器巡視和月背軟著陸等任務。根據我國「繞、落、回」三步的探月工程計劃,嫦娥五號邁向的正是第三步。
嫦娥一號設計壽命為一年,自2007年10月24日發射後,於2009年3月1日完成任務,撞向月球。嫦娥一號外形與東方紅三號衛星相似,太陽帆板展開後長約18.1米,重2350千克,主要任務是在月球表面200公裡高度的極地軌道繞月飛行,對月球表面進行勘測,獲取月球三維影像,分析月面元素、物質分布等。嫦娥一號不辱使命,飛行494天,獲取了全月球圖像,傳回有效科學探測數據1.37T,最終撞向了月球的「豐富海」。很多網友想問,為什麼讓嫦娥一號主動撞向月球?嫦娥一號最終必然會墜落在月球上,不如讓其主動撞向月球,掀起月球大量塵埃,以此獲得更多數據。
嫦娥一號模型
2010年10月1日,嫦娥二號同樣在西昌衛星發射中心升空,作為嫦娥一號的備份星,除了完成嫦娥一號的同樣的任務外,還完成了進入日地拉格朗日L2點環繞軌道進行深空探測實驗。嫦娥二號同樣沿用的是東方紅三號的衛星平臺,重量2480千克。2011年8月25日,經過77天飛行,受控的嫦娥二號準確進入距離地球約150萬公裡的日地拉格朗日L2點環繞軌道,以此成為世界上第一個實現從月球軌道出發抵達該點的國家和組織。當前,嫦娥二號已成為太陽系裡的一顆小行星,在環繞太陽的橢圓軌道運行。
嫦娥二號軌道示意圖
2013年12月2日,又是西昌衛星發射中心,嫦娥三號被長三乙運載火箭送入太空。與嫦娥一號、嫦娥二號不同,嫦娥三號是月球軟著陸的無人登月探測器,包括著陸器和巡視器兩部分,巡視器又名玉兔號。2013年12月4日,嫦娥三號成功軟著陸在月球雨海西北部,並於15日完成著陸器與巡視器的分離,開始了規定的科學探測任務。進入第四月晝工作期後,嫦娥三號的著陸器轉入長期管理模式,利用月基天文望遠鏡、極紫外相機以及工程載荷月塵測量儀等有效載荷對月球進行長期探測。截至2020年9月1日,已落月2453天的嫦娥三號,其著陸器部分科學載荷仍在工作,並且獲得了最新成果。然而,嫦娥三號的巡視器玉兔號遇到了一些問題,2014年1月25日,玉兔號進入第二次月夜休眠,受到月面複雜環境的影響,其機構控制出現異常。2014年2月10日,第一次玉兔號喚醒失敗,兩日後,玉兔號成功被喚醒,但是出現的「機構控制異常」問題未能解決,故障未能排除。甦醒的玉兔號只能「帶傷」工作,慶幸的是其搭載的科學儀器都運行正常。2016年7月31日,設計壽命只有十個月的玉兔號,超額完成任務,停止工作,並於8月4日正式退役。嫦娥三號對於中國探月工程的意義非常重大,為後期的探月任務鋪平了道路。
玉兔號巡視器
2018年12月8日,依然是在西昌衛星發射中心,嫦娥四號順利升空飛向月球。2019年1月3日早上,一噸多重的嫦娥四號探測器在月球背面軟著陸成功。隨後,通過「鵲橋」中繼星的中繼通信,地球獲得從著陸器拍攝的第一張月背圖像。嫦娥四號探測器是嫦娥三號的備份,同樣由著陸器和巡視器組成,嫦娥四號的巡視器又名「玉兔二號」。嫦娥四號是世界上第一個在月背軟著陸的探測器,其主要任務為,更深層次探測月球地質、資源等。截止2020年8月13日,嫦娥四號著陸器和「玉兔二號」,受光照自主喚醒,進入第21月晝工作期,到目前,其在月背工作時長已突破600天,月球車累積行駛520米左右。與月球正面不同,月球背面電磁環境非常乾淨,對研究恆星起源和星雲演化有重要作用。
玉兔二號巡視器
根據中國航天的消息,嫦娥五號預計在10月底發射升空。嫦娥五號月球探測器全重8.2噸,由軌道器、返回器、著陸器和上升器四部分組成,主要完成探月工程的第三期任務——月球取樣返回。嫦娥五號將在文昌航天發射中心,由長徵五號運載火箭發射升空。嫦娥五號月球取樣返回,預計任務時間為13天,將驗證月球軌道的交會對接、月面採樣、上升器起飛和高速再入返回等關鍵技術,同時也在為未來的載人登月返回進行技術驗證。
嫦娥五號探測器結構圖
根據慣例嫦娥五號同樣應該有一個備份——嫦娥六號。嫦娥六號會根據嫦娥五號完成任務的情況,決定在月球什麼地方進行採樣返回。根據中國探月工程官方消息,與嫦娥五號和嫦娥六號不同,嫦娥七號主要任務是實現在月球南極著陸,開展極區環境與資源勘查。據悉,嫦娥七號由軌道器、中繼衛星、落月器、巡視器、飛越器五個部分組成。嫦娥七號之所以對月球南極地區進行資源探測,主要是因為南極中有大量水冰,那是未來深度開發月球的基礎性資源。
根據國家航天局消息,除了嫦娥五號外,還有三次探月任務,也就是說,中國探月工程的收官之戰是嫦娥八號任務。我們最滿懷期待的,應該是屬於中華民族自己的載人登月,隨著長徵九號的驗證落實,預計在2028年前後可以實現。最後,預祝我國後續的探月任務一切順利。