【科學網】崔平遠：深空探測：不斷創(chuàng)造“中國距離”
發(fā)布日期：2017-09-04 供稿：崔平遠 科學網 編輯：辛嘉洋 審核：王征 閱讀次數：
原文標題：深空探測：不斷創(chuàng)造“中國距離”
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中華民族是最早仰望星空的民族之一，“嫦娥奔月”的美麗傳說代表了人類對浩瀚宇宙的無限遐想。進入新千年，《中國的航天》白皮書正式提出“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”和“開展有特色的深空探測和研究”，自此，中華民族的“奔月”夢想逐步變?yōu)楝F實。黨的十八大以來，中國進入由航天大國向航天強國發(fā)展的關鍵時期，“嫦娥一號”“嫦娥二號”“嫦娥三號”任務相繼發(fā)射成功，火星“繞落巡”任務正式啟動，標志著我國深空探測技術進入世界前列。
月球是人類邁向深空的第一站。月球探測分為“探、登、駐（住）”三階段，中國的探月工程正在按“繞、落、回”三步實施。2007年10月，我國首顆月球探測衛(wèi)星“嫦娥一號”發(fā)射成功，從此拉開了中國深空探測活動的帷幕，也標志著我國成為具有深空探測能力的國家。“嫦娥二號”作為“嫦娥一號”的姊妹星和月球探測二期工程的先導星，于2010年10月成功發(fā)射。此任務實施過程中，解決了“復雜約束、敏感攝動、低能量轉移”這一世界性軌道設計難題，使我國成為世界上第三個實現日地L2點探測、第四個實現小天體探測的國家，在我國深空探測史上寫下了濃墨重彩的一筆。承載著國人的登月夢想，“嫦娥三號”于2013年12月成功發(fā)射。作為我國航天領域迄今最復雜、難度最大的深空探測任務，“嫦娥三號”完美實現了從動力下降到兩器分離的一系列高難度動作，生動詮釋了我國深空探測自主創(chuàng)新、銳意進取的精神。
作為“嫦娥”家族的六姐妹，“一、二、三”號任務的順利實施，為“四、五、六”號任務的再創(chuàng)新奠定了堅實基礎。承載返回任務的“嫦娥五號”，作為我國月球探測工程第三階段的首發(fā)星，實施“繞、落、回”計劃的第三步，將在月面采集2千克的月球樣品帶回地球。
計劃于2018年發(fā)射的“嫦娥四號”中繼星和探測器，將實施世界首次月球背面探測任務；2020年左右發(fā)射的“嫦娥六號”探測器，將實施月球背面采樣返回任務。月球背面地形更復雜，隕石坑更多。要找到既有研究價值又適合著陸的地點，進行區(qū)域性詳查和精查十分重要。月球背面對研究月球的起源和演變、調查月球地質和資源情況有重要作用，同時不受來自地球無線電波干擾，是建造科研基地的理想圣地。
“嫦娥工程”作為中國航天事業(yè)的里程碑之一，既是中國航天技術發(fā)展的必然結果，也為人類探索宇宙奧秘增添了新的活力。
火星這顆令人玩味的紅色星球，一直牽動著人類探測的目光和發(fā)現的夙愿。或許在多年后，火星會成為人類的“第二家園”。
2016年，我國正式實施火星探測計劃。火星探測將分為“繞落巡”和“采樣回”兩個階段。計劃于2020年擇機發(fā)射的首顆火星探測器，將實現“繞落巡”一期工程目標。從人類火星探測的歷史看，環(huán)繞探測是著陸和巡視的先期工程，集環(huán)繞探測和著陸巡視任務一次性實施的難度極大，我國首次任務以“繞、落、巡”為目標，將成為世界火星探測史上的先例。
火星雖是距離地球最近的外行星，相比月球，探測火星仍有許多新的技術難點，包括大時延測量與控制技術、全自主管理與導航技術、高速大氣進入技術等。為實施中國的火星探測計劃，國家“863”計劃在“十一五”期間設立了重大項目，開展火星探測器總體技術、自主導航技術、機構結構技術、大氣進入技術等專項研究；“973”計劃于“十二五”期間支持了兩個深空探測領域的綜合交叉項目，重點開展“火星精確著陸自主導航與制導控制、探測器巡航飛行高精度自主導航”等關鍵技術研究。
在“863”和“973”的支持下，我國突破了火星表面復雜形貌時空表征與識別、多尺度信息優(yōu)化自主導航、高速大氣進入精確制導與控制、天文測角測速魯棒狀態(tài)估計等前沿技術，研制了火星精確著陸導航與制導控制綜合仿真系統，為火星探測工程立項提供了技術支撐。
從2007年發(fā)射首顆探月衛(wèi)星，中國探月工程走過了十年的輝煌歷程，“嫦娥”三姐妹先后獲得國家科技進步特等獎兩項、一等獎一項。同時，“十二五”期間，深空光學成像自主導航技術獲得國家技術發(fā)明二等獎、深空探測任務軌道設計技術獲得國家科技進步二等獎。
2016年4月，習近平總書記為首個“中國航天日”作出重要指示：“探索浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢。”伴隨著“深空探測”列入國家“科技創(chuàng)新2030——重大科技項目”和火星探測“繞落巡”工程任務的實施，中國深空探測事業(yè)迎來了新的歷史機遇。
面對祖國的召喚、人民的期盼，中國航天人將在十年探月工程實踐的基礎上，創(chuàng)造一個又一個深空探測的“中國距離”，為向更遠深空邁進、為建設航天強國、為實現中華民族偉大復興的中國夢、航天夢作出新的重大貢獻。
（作者系北京理工大學教授、“深空973”項目首席科學家）
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