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中國探月工程

中国国家航天局启动的第一个探月工程
關於中國載人登月計劃，請見「中國載人月球探測工程」。

中國探月工程（英語：China Lunar Exploration Project或Chinese Lunar Exploration Program，縮寫：CLEP）是中國國家航天局啟動的探月工程，也稱嫦娥工程。中國探月工程於2004年1月23日由時任國務院總理溫家寶批准正式立項[1]，計劃首先是發射繞月衛星，繼而是發射無人巡視車，實現月面軟着陸探測，最後為發送探測器採集月球樣本並送回地球；整個計劃將會歷時20年[2]。以上三期完成後，又追加一期計劃，利用探測器勘測月球環境，為建設月球科研站做準備。無人月球探測工程作為嫦娥工程的第一部分，同時也為嫦娥工程的第二和第三部分——即載人月球探測工程的長期目標作出準備。中國探月工程的科研成果發佈在國家天文台月球與深空探測研究部中國探月工程地面應用系統網站上。[3]

中國探月工程
中國探月工程標識「月亮之上」為月字的變形，中央為兩個腳印
國家 中國
組織國家航天局探月與航天工程中心
目標機械人太空船登月
狀態進行中
網站www.clep.org.cn
航天計劃信息
持續時間2004年至今
首次航天飛行嫦娥一號（2007年10月24日 18:05:04.602  UTC+8）
成功次數9次
失敗次數0次
發射地點西昌衛星發射中心
航天器信息
航天器類型繞月衛星、着陸器、月球車與自動採樣返回艙
運載火箭長征系列運載火箭

背景

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自20世紀50年代末期開始，在太空競賽背景下的蘇聯和美國投入了大量的資源對離地球最近的天體——月球展開了探測，連續發射了大量月球探測器。儘管這一時期中國的國力與科技水平不足以使其加入競爭，但從1962年開始中國科學家就對蘇聯和美國的月球探測器進行了跟蹤性與綜合性研究[4][5]。中國科學界與月球的直接接觸可追溯至1978年，時任美國總統吉米·卡特的安全事務顧問布熱津斯基訪問中國時向中方贈送了一克的月岩樣本，中國將其中的0.5克置於北京天文館向公眾展出，另外0.5克用於科學研究[6]。

1990年代初，中國科學界開始出現推動月球探測的聲音。1991年，中國航天領域首席科學家閔桂榮院士提出了中國也要搞月球衛星的建議[7][5]。1993年國防科工委還組織專家論證利用一枚長征系列試驗火箭發射一顆人造物體硬着陸月球。但這些原始的方案因為科學目標不明確，以及國家將重點資源放在同一時期開始的中國載人航天工程，所以沒有引起太多的關注。[8]

到了1990年代末，更加成熟的月球探測論證工作逐步展開。1997年4月7日至10日，中國科學院的楊嘉墀、王大珩、陳芳允三位院士以863計劃的名義發表了《我國月球探測技術發展的建議》[5]。1998年，國防科工委正式開始規劃論證月球探測工程，並開展了先期的科技攻關，中國科學院地球化學所和空間中心共同完成了中國月球探測發展戰略的研究項目，提出了開展中國月球探測發展規劃的初步設想[9][8]。2000年，以地質學家歐陽自遠院士為中國科學院首席科學家的研究團組完成了《我國月球資源探測衛星科學目標》的研究報告，詳細論證了中國開展月球探測活動的意義、必要性和可行性，首次提出了開展中國月球探測工程分階段進行的總體規劃和基本構想，具體設計了月球探測一期工程的科學目標和有效載荷配置方案，並提出了輪廓性的衛星研製總要求、軌道設計和測控通信方案[8]。

對月球探測工程的論證之後進入了快車道。2000年11月，中國政府首次發佈關於中國航天發展政策的白皮書《中國的航天》，將「發展空間科學，開展深空探測」列為其後十年左右的發展目標之一，並明確指出將「開展以月球探測為主的深空探測的預先研究」[10]。2001年，「發射繞月衛星」第一期科學目標和有效載荷配置通過了國家評審。2001-2002年間，著名衛星專家孫家棟組織全國各方面力量，對首期目標又進行了為期一年的綜合論證，最後得出結論：科學目標明確、先進，技術能夠實現，沒有顛覆性的技術問題[5]。2003年10月，國家航天局有關人士在「世界空間周」科普諮詢活動中透露，中國月球探測計劃「嫦娥」工程探月路線已經確定，最快三年內實施[11]。

2004年1月23日，中國的月球探測工程被時任總理溫家寶正式批准立項，命名為「嫦娥工程」，首期總經費預算14億元人民幣，欒恩傑任探月工程總指揮，孫家棟任探月工程總設計師，歐陽自遠任探月工程月球應用科學首席科學家，葉培建任衛星系統總指揮兼總設計師，岑拯、賀祖明分別擔任運載火箭系統總指揮和總設計師[1][12][13]。自此，中國探月工程全面啟動，拉開了中國地外空間探索的序幕。

工程規劃

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參見：中國載人月球探測工程

中國嫦娥工程整體可以分為「探」、「登」、「駐」三大步驟，概稱「大三步」（「三部曲」），分別指無人探月、載人登月、長久駐月。其中探月部分便是目前實施的「中國探月工程」，分為「繞」、「落」、「回」三個期段，統稱「小三步」（「三步走」）。[14][15]小三步基本完成後，又提出第四步「勘」。

  • 一期工程「繞」：（嫦娥一號、二號），2004年啟動，發射月球軌道器/硬着陸器，在距離月球表面兩千公里的高度繞月飛行，進行月球全球探測。
  • 二期工程「落」：（嫦娥三號/玉兔號、四號/玉兔二號[註 1]），2008年啟動，發射月球軟着陸器/巡視器，降落到月球表面，釋放一個月球車，進行着陸區附近局部詳細探測，着陸器還將攜帶天文望遠鏡，從月亮上觀測星空。
  • 三期工程「回」：（嫦娥五號探路星、嫦娥五號），2014年啟動，發射月球自動採樣返回器，降落到月球表面後，機械手將採集月球土壤和岩石樣品（一次在月球南極）送上返回器，返回器再將月球樣品帶回地球，開展相關研究。[18]
  • 四期工程「勘」：（嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號），2021年啟動，指「三步走」完成後，後續對月球的科研活動。對月球南極的一次綜合探測，包括對月球的地形地貌、物質成分、空間環境等進行一次綜合探測。及驗證部分技術，為以後各國一起共同建立月球科研基地，做一些前期探索。[19][20][21]

任務列表

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  此章節的時間以東八區時間（UTC+8）為準。

一期工程「繞」

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探測器外表 任務名稱 發射時間 發射地點 運載火箭 入月軌時間 探月任務結束時間 備註
  嫦娥一號 2007年10月24日
18時05分04.602秒 		西昌衛星發射中心 長征三號甲（遙14） 2007年11月7日
08時34分 		2009年3月1日
16時13分10秒 		成功
環繞月球、硬着陸
「繞」步的第一顆探月衛星
2009年3月1日16時13分10秒於豐富海（1°30′S 52°22′E / 1.50°S 52.36°E / -1.50; 52.36）可控撞月。
  嫦娥二號 2010年10月1日
18時59分57.345秒 		西昌衛星發射中心 長征三號丙（遙7） 2010年10月9日 2011年6月9日
16時50分05秒 		成功
環繞月球
「繞」步的第二顆探月衛星，11月2日進入環月長期運行軌道。完成預定任務後，執行拓展任務，成功飛掠小行星4179，成為中國第一個小行星探測器。同時也是為二期工程嫦娥三號着陸地點攝像的先導星。[22]

二期工程「落」

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探測器外表 任務名稱 發射時間 發射地點 運載火箭 入月軌時間 着月時間 着月地點 探月任務結束時間 備註
  嫦娥三號

玉兔號

2013年12月2日
01時30分00.344秒 		西昌衛星發射中心 長征三號乙改三（遙23） 2013年12月6日
 2013年12月14日
21時11分18.695秒 		雨海
拉普拉斯F環形山
44°07′34″N 19°30′05″W / 44.1260°N 19.5014°W / 44.1260; -19.5014 		仍在運作
（着陸器）

2014年1月25日
（巡視器停止行走）
2016年7月31日
（巡視器停止運作）

成功[23][24][25]
軟着陸、月球車
「落」步的第一顆探月衛星，軟着陸成功，釋放月球車成功，月球車巡視月面成功。攜行的巡視器正常運行一月半後（即進入第二月夜前）出現不明故障，巡視器無法繼續行走[26]，巡視月面里程達到114.8米[27][28]，但搭載的科學儀器工作正常，與地面聯絡信號穩定，直到2016年7月31日巡視器停止運作。而着陸器依然正常運作。
  鵲橋號中繼通信衛星 2018年5月21日05時28分 西昌衛星發射中心 長征四號丙（遙27） — — — 仍在運作 成功
中繼通信
「落」步第二顆探月衛星「嫦娥四號」的中繼通信衛星，成功入軌地月拉格朗日L2點。
  嫦娥四號

玉兔二號

2018年12月8日02時23分34.3666秒 西昌衛星發射中心 長征三號乙改三 （遙30） 2018年12月12日16時45分 2019年1月3日10時26分 月球背面南極-艾特肯盆地
馮·卡門環形山
45°30′S 177°36′E / 45.5°S 177.6°E / -45.5; 177.6 		仍在運作 成功
軟着陸、月球車
「落」步第二顆探月衛星，成功進入月球軌道，成功完成了世界首次月球背面着陸任務，並釋放攜帶的玉兔二號巡視器。

三期工程「回」

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探測器外表 任務名稱 發射時間 發射地點 運載火箭 入月軌時間 着月時間 着月地點 着陸返回地球時間 着陸返回地點 探月任務結束時間 備註
再入返回飛行試驗器 2014年10月24日02時00分04.829秒 西昌衛星發射中心 長征三號丙改二（遙12） 2015年1月10日19時16分
（服務艙） 		— — 2014年11月1日06時42分
（返回器） 		四子王旗着陸場 2014年11月1日06時42分
（返回器）

仍在運作
（服務艙

成功
繞月飛行、再入返回地球、環繞月球
「回」步的技術飛行試驗探路星。繞月飛行後返回地球、再入地球大氣層、並執行軟着陸。為三期工程嫦娥五號的月球表面採樣返回任務進行工程技術上的驗證。返回艙成功着陸於預定區域，服務艙繼續開展拓展試驗。
  嫦娥五號 2020年11月24日04時30分21.806秒 文昌航天發射場 長征五號（遙5） 2020年11月28日20時58分 2020年12月1日23時11分 風暴洋呂姆克山附近
43°03′27″N 51°54′58″W / 43.0576°N 51.9161°W / 43.0576; -51.9161 		2020年12月17日1時59分 四子王旗着陸場 2020年12 月 17 日凌晨 1 時 59 分（返回器）[29]

仍在運作
（軌道器）

成功
採樣返回[30]
「回」步的第一顆探月衛星

四期工程「勘」

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探測器外表 任務名稱 發射時間 發射地點 運載火箭 入月軌時間 着月時間 着月地點 着陸返回地球時間 着陸返回地點 探月任務結束時間 備註
  鵲橋二號中繼衛星 2024年3月20日
08時31分28.152秒 		文昌航天發射場 長征八號（遙3） 2024年3月25日
01時05分 		不適用 預期工作八至十年 成功
中繼通信
中國探月四期公共中繼星平台
  嫦娥六號 2024年5月3日17時27分29.132秒[31] 文昌航天發射場 長征五號（遙8） 2024年5月8日10時12分 2024年6月2日06時23分 阿波羅盆地南部月海地區
41°38′19″S 153°59′07″W / 41.6385°S 153.9852°W / -41.6385; -153.9852 		2024年6月25日
14時07分 		四子王旗着陸場 2024年6月25日
14時07分

仍在運作 （軌道器）

成功
世界首次月球背面採樣返回
（暫無） 嫦娥七號 （預定2026年） 文昌航天發射場 長征五號 （預定2026年） （預定2026年） 沙克爾頓坑東南附近的山峰（預定） 不適用 （不詳）
月球南極綜合探測任務
（暫無） 嫦娥八號 （預定2028年） （不詳） （不詳） （預定2028年） （預定2028年） 月球南極（預定） 不適用 （不詳）
科學探測試驗、月面試驗
驗證月球科研基地構建

任務負責人

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目標

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2021年3月9日 吳偉仁委員：中國載人登月計劃已提上日程

繞月探測工程的科學目標：

  1. 獲取月球表面三維立體影像。劃分月球地形和地貌單元；統計撞擊坑大小與密度，計算月球表面年齡，恢復月球早期演化歷史；分析月面構造，編制月面斷裂和環形構造影像和月球構造區劃圖，研究月球地質構造的演化歷史。
  2. 分析月球表面元素含量和物質類型的分佈特點。繪製相關元素的全月球含量與分佈圖、粗略劃分岩石類型，研究月球的化學演化。
  3. 探測月壤特性。測量全月球不同波段的微波輻射亮度溫度，反演月壤厚度的信息，評估月壤中氦-3的資源量與分佈。
  4. 探測地月空間環境。探測地月空間高能粒子和太陽風離子的成分、通量、能譜及其隨時空的變化特徵，研究太陽活動和地球磁層對近月空間環境的影響。

民間合作

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註釋

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  1. ^ 嫦娥四號任務通常被認為是嫦娥工程二期的任務之一，但在2019年1月14日的探月工程嫦娥四號新聞發佈會上，國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華提到嫦娥四號是探月四期的首次任務[16][17]。

參見

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參考文獻

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  3. ^ 中國國家天文台月球與深空探測部. 中国探月工程地面应用系统. 中國國家天文台 (中國國家天文台). [2016-06-05]. （原始內容存檔於2016-06-17）. 
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  9. ^ 1998年. 
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  20. ^ 探月“嫦娥”继续飞 六号七号八号的任务来啦！. 光明日報. 2019-01-15 [2020-01-09]. （原始內容存檔於2020-10-31）. 
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外部連結

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