中國國家航天局有關人士在11月舉行的亞太空間合作組織大會期間透露，嫦娥四號月球探測器計劃于12月初發(fā)射。國防科工局探月與航天工程中心主任劉繼忠此前曾表示，嫦娥四號任務有望實現(xiàn)人類探測器首次造訪月球背面，首次實現(xiàn)人類航天器在地月L2點對地對月中繼通信，或將獲得一批重大原創(chuàng)性科學研究成果。
月球是距離地球最近的天體，也是人類開展深空探測活動的第一站。全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩向科技日報記者介紹，1959年至2017年年底，人類共發(fā)射132個月球探測器，其中美國60個，蘇聯(lián)64個，中國4個，日本2個，歐洲1個，印度1個，成功率約為50%。
蘇聯(lián)拉開人類探月序幕
1959年1月2日，蘇聯(lián)經歷了“月球計劃”三次任務失敗后，終于成功發(fā)射“月球一號”，拉開了人類探月的序幕，同時也在美蘇探月競爭中占得了先機。
2天后，“月球一號”從大約6000公里外掠過月球，成為人類首個飛越月球的探測器。此后它以450天為周期圍繞太陽公轉，變成了一顆人造行星。
同年9月12日，蘇聯(lián)發(fā)射了“月球二號”，飛行2天后撞擊月球，成為世界首個在月球表面硬著陸的航天器。10月4日，“月球三號”升空，3天后傳回了月球背面的照片，覆蓋了月球背面約70%的面積。
到1976年，蘇聯(lián)先后發(fā)射了24個“月球”系列探測器，開展了巡視探測、采樣返回等活動。此外還發(fā)射過“宇宙”“探測器”系列月球探測器。
除了多次無人探月活動，蘇聯(lián)于1962年啟動了載人繞月/登月計劃，打算在1967年實現(xiàn)載人繞月飛行、1968年將航天員送上月球。
不過，自從1961年航天員加加林進入太空后，蘇聯(lián)的航天技術發(fā)展開始有些力不從心。至1965年，雖然他們完成了多次月球探測任務，獲取了大量月球照片和資料，但用于登月的飛船和火箭系統(tǒng)研制進展緩慢。
1967年，航天員弗拉迪米爾·科馬洛夫獨自乘坐“聯(lián)盟一號”飛船，完成了一天一夜的太空飛行。然而4月24日，飛船出現(xiàn)了一系列故障。據資料顯示，當時飛船右側太陽能電池陣不能工作、無線電短波發(fā)射器無法使用、飛船姿態(tài)失控。在緊急自動返回失敗后，飛船只能用危險的緊急彈道手動強制返回。由于姿態(tài)不正，飛船的主降落傘和備用降落傘纏繞在一起無法打開，最終以每秒上百米的速度墜毀，科馬洛夫悲壯犧牲。
1968年，探月競爭進入白熱化，蘇聯(lián)連續(xù)發(fā)射“聯(lián)盟二號”“聯(lián)盟三號”以及“探測器五號”“探測器六號”，以求挽回局面。但到了1969年，其發(fā)射的月球車升空后爆炸、N-1火箭首飛墜毀、月表樣本采集探測器發(fā)射失敗，一連串慘痛失利，讓蘇聯(lián)的登月計劃遭受重創(chuàng)。
美國 后發(fā)先至登上月球
在這場探月競賽早期，美國一直處于下風。先后實施過“先驅者”“徘徊者”“勘察者”“月球軌道器”“探險者”等探月計劃，到阿波羅計劃實現(xiàn)載人登月時，美國完成了對蘇聯(lián)的反超。
1961年5月25日，時任美國總統(tǒng)肯尼迪向世界宣布，美國要用10年時間，實施雄偉的阿波羅載人登月計劃。這一決定給美國此前緩慢推進的航天發(fā)展帶來了強大激勵。
1962年，美國國家航空航天局(NASA)完成了“土星”重型火箭的設計，并對登月軌道進行了研究。1965年至1966年，美國從“雙子座”載人飛行、“勘察者”計劃、“月球軌道器”計劃中掌握了載人空間飛行、空間對接、軌道機動、月面登陸等關鍵技術，為登月儲備了大量數據。1968年，“阿波羅8號”完成首次繞月飛行;1969年，“阿波羅10號”完成載人登月前的最后一次載人飛行任務。
1969年，在蘇聯(lián)連射連敗的哀樂聲中，“阿波羅11號”飛船迎來了發(fā)射倒計時。美國東部時間7月20日22時56分，航天員阿姆斯特朗爬下“阿波羅11號”的舷梯，用腳上的九號半靴子在月球表面踩下了深深印記。他說出了那句人類航天史上的名言：“對個人來說這是一小步，但對人類來說這是巨大的飛躍。”
阿波羅計劃也并非一帆風順，1970年發(fā)射的“阿波羅13號”飛船就遭遇了意外。4月11日，航天員吉姆·洛威爾、杰克·斯威格特、弗萊德·海斯搭乘該飛船升空，第二天服務艙發(fā)生爆炸，造成水、氧氣外泄，同時損壞了電池組及二氧化碳過濾設備。地面指揮中心命令飛行乘組放棄登月，轉移到沒有受損的登月艙，繞到月球背面利用彈弓效應返回。這次事件中，數以萬計的科學家自發(fā)投身于拯救行動中，幫助航天員解決了一道道難題，最終使飛船濺落于南太平洋，創(chuàng)造了航天史上的一次偉大奇跡。
從1969年到1972年，美國共完成6次載人登月，將12名航天員送上月球，帶回了382公斤月球樣品，獲取了大量科學數據。
龐之浩表示，在這場以政治目的為主、科學目的為輔的探月競爭中，蘇美兩國共發(fā)射上百個形態(tài)各異的月球探測器，掀起了人類首次探月高潮。雖然是以政治目的為主，但這場競爭也促進了航天技術發(fā)展，帶動了一系列新技術的創(chuàng)新與推廣應用，大大提高了人類對月球、地球和太陽系的認識，取得了劃時代的成就。
日本 “探月俱樂部”第三個成員
上世紀70年代中期，美蘇冷戰(zhàn)形勢逐漸緩和。蘇聯(lián)退出了載人登月競爭，美國也從狂熱中冷卻，停止了登月活動。
“當時有一種說法：每發(fā)射一艘用于登月的‘土星五號’重型火箭，相當于燒掉一艘航空母艦。”中國航天科工二院研究員楊宇光告訴記者。
龐之浩介紹，一枚“土星五號”火箭造價高達5億美元，一艘阿波羅登月飛船比等重黃金貴十多倍。阿波羅計劃歷時11年，耗資255億美元，為實施該計劃，NASA每年預算占到美國政府總預算的4.5%左右，平均每個美國家庭要負擔400多美元。這讓美國承受了巨大的經濟壓力。
由于這是一項“不惜代價”的工程，且技術難度極大，因此除了性價比低，其可靠性也不高，承擔著很大風險。楊宇光認為，該工程技術途徑比較冒進，一些設備冗余，從安全性角度來看十分冒險。
因而在接近20年間，全世界進入了深入研究探月意義的冷靜思考階段。美蘇開始消化、分析已經獲取的月球探測資料，將相關技術向各領域轉化、推廣和應用，并加速研制新的空間往返運輸系統(tǒng)和高效探測裝備。計劃探月的國家或組織也在總結探月活動耗資大、效率低的經驗與教訓，尋找新的探測思路和戰(zhàn)略。
這一時期，只有日本發(fā)射了一顆月球探測器，成為世界上第三個探測月球的國家。
1990年1月24日，日本原宇宙科學研究所研制的“飛天號”探測器，攜帶一顆名為“造箭室”的小衛(wèi)星發(fā)射升空。“造箭室”被釋放到繞月球飛行的軌道，但很快出現(xiàn)故障而失靈。“飛天號”則進入一條大橢圓地球軌道，在這條軌道上10次從月球附近飛過。最終“飛天號”進入了月球軌道，但并未繞月，而是在1993年4月10日受控墜毀在月面。
這次試探性的任務，主要目的是幫助日本掌握空間探索和軌道控制技術，從探月角度來說并不成功。隨后日本啟動了新的探月計劃，試圖在1995年發(fā)射“月球-A”探測器。但由于著陸器難題遲遲未能破解，在倉庫中沉睡了10多年的“月球-A”嚴重老化，該計劃于2007年被取消。
第二輪 探月高潮仍將繼續(xù)
1994年1月25日，美國發(fā)射了“克萊門汀”探測器，獲得了當時最詳細的月球表面圖像，并發(fā)現(xiàn)月球南極可能存在大量水冰。這次任務也宣告了全球第二次探月高潮到來。
1998年1月7日美國發(fā)射的“勘探者”月球探測器，再次證實月球上有水冰。它在壽命末期攜帶美國天文學家蘇梅克的骨灰，撞擊了月球南極一座環(huán)形山的內側山壁，以便將其遺愿永留月球。遺憾的是，由于種種原因，這次撞擊后沒有觀測到水蒸氣。
2003年9月27日，歐洲發(fā)射了首顆月球探測器“斯瑪特-1”。它是世界上首個正式應用太陽能電推進系統(tǒng)飛向月球的探測器。
此前探月受挫的日本，于2007年9月14日發(fā)射了“月亮女神一號”探測器，并將這次任務稱為“阿波羅計劃后規(guī)模最大的月球探測工程”。“月亮女神一號”由1個主探測器和2個子探測器組成，一些儀器的探測精確度達到了以往同類儀器的10倍至100倍。
于2008年10月22日升空的“月船一號”，標志著印度也躋身了“探月俱樂部”。該探測器除了對月球地質結構和礦物資源進行調查，還攜帶了一個月球撞擊探測裝置。探測器進入月球軌道后，該裝置以每秒75米的速度彈出，撞向月球，并不斷拍攝月面，為印度后續(xù)選擇月球車著陸位置積累資料。不過“月船一號”并未按計劃完成為期兩年的任務，而在2009年失聯(lián)。有趣的是，英國媒體2017年報道稱，已失聯(lián)8年的“月船一號”被發(fā)現(xiàn)仍在進行繞月飛行。
2009年6月18日，美國一次發(fā)射了“月球勘測軌道器”和“月球坑觀測與感知衛(wèi)星”。前者在距月面50公里的圓軌道飛行，工作至今，其探測載荷分辨率優(yōu)于1米，為目前世界最高。后者是世界首個專用撞擊式月球探測器，于2009年10月9日猛烈撞擊月面，確認月球上有不少水。
2011年和2013年，美國先后發(fā)射了“月球重力恢復和內部實驗室”和“月球大氣和塵埃環(huán)境探測器”，其任務分別為精確測量月球重力場，以及分析月球稀薄的大氣組成、研究月面塵埃作用、了解未來探測活動可能對月球環(huán)境造成的影響等。完成使命后，它們均進行了撞擊式探測。
未來幾年，人類還將開展多次月球探測活動。除了我國將要實施的嫦娥四號、嫦娥五號任務，印度計劃2019年發(fā)射“月船二號”，日本將發(fā)射“月球調查智能著陸器”，美國也宣稱要載人重返月球。可以預見，月球上將再次熱鬧起來。(記者 付毅飛)
【責任編輯：史洪芳】
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