编者按

嫦娥三号于１２月１４日２１时１１分在月球虹湾地区实现软着陆，着陆器开展就位探测，月球车开展巡视探测，完成月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测等科学任务。

月球是距离地球最近的天体，从诞生之时就万古不息地陪伴着人类的蓝色家园——地球。探索月球，探索星空，探索未知世界，自古以来就是人类美好的愿望和不懈的追求。这种求知与探索，伴随着人类的成长，是人类社会持续发展的动力。

为了帮助大家更好地了解探月工程，１２月１７日中国科协举办“科学家与媒体面对面”活动，邀请参与探月工程的知名专家，就一系列公众感兴趣的话题进行了解读。

80%为新设备和新技术

这次嫦娥三号从发射，到720秒的软着陆过程，到最后两器互拍，每一步都完成得非常精准、完美。

通常大家对航天工程的理解，是要求200%的成功。像“神州”系列，为保证成功，新技术只有30%左右。但“嫦三”却配置了80%的新设备、新技术。在80%都是全新的条件下，去完成这样一个从来没有做过的事，怎么会有这么大的信心？

对此，探月工程总设计师吴伟仁说，国家对“嫦三”工程投资比较大，目标明确，因此必须成功。不像搞前沿研究，是探索性的，可以失败，如果搞了１０个课题能够成功两到三个，那也是成功。

他说，航天工程具有高风险、高投入、高技术的“三高”特点。为了风险可控，一般是每上一个新型号，新技术都不超过30%。而“嫦三”工程在先期着陆、月球车设计和着陆器设计方面，包括材料技术、制造技术基本上是空白，所以只能采用大量的新技术，当然这样风险比较大。但科研团队通过精心设计、精心计算和精心制造，排除风险，最终保证了落月成功。

自主避障功能非常好

大家知道，“嫦三”在落月时，前面正好遇到个坑。探测器系统副总设计师张熇自豪地说，着陆器降落的地方非常平坦，说明它成功避障了，说明我们自己设计的避障功能实现了。

对整个“嫦三”来说，最惊心动魄、风险最大的，还是那12分钟的着陆。着陆过程到底难在哪儿呢？在张熇看来，最大的难点在于过程的不可逆和环境的不确定。

她告诉大家，以往发射的卫星或者飞船，只要运载火箭能够提供到第一宇宙速度，卫星和飞船就会环绕地球运转，在相对不太短的时间内不会掉下来，这是天体的引力场的运行规律所决定的，即使有一点小的问题，也可以进行控制和操作。

但是，月球探测有两个过程是不可逆的，一是近月制动。探测器和运载火箭分离在奔月过程中，受地球和月球两个引力场的共同作用，到达月球附近探测器是一个双曲线的轨道从月球旁边掠过，在离月球比较近的这个点，探测器必须要制动，就是通过发动机点火刹车，窗口就只有几分钟时间，如果刹不住探测器就会飞出去，不再回到环绕月球的轨道上来。嫦娥三号用了一个很大的发动机，如果点火时间长了，刹车刹大了，探测器可能就会撞到月球上，致使后续工作无法完成。

另一个是动力下降。张熇说，把“嫦三”从距月面15公里的高度降到可以接触到月面，在12分钟的时间里，探测器相对月球的速度要从1.7公里每秒变成零的速度，同时在这段时间内，探测器在轨道飞行时就像大家看到的图片那样，着陆器的四条腿最开始是平行于月面的，之后则要垂直于月面，保证探测器上的设备不会被着陆冲击撞坏。同时，着陆后的站姿平稳、受控，才能够满足后续科学探测的需要。

关于环境的不确定性，张熇说，月球表面有很丰富的地形地貌，嫦娥三号的最终着陆地是松软的月壤还是坚硬的岩石，对着陆缓冲都有很大影响。包括会不会激起月尘，月尘会对探测器产生什么样的伤害，只能靠在设计上采取规避措施。事实证明，我们自主设计的避障功能是成功的。

三大创新：寻天、观地、测月

“嫦三”的科学探测任务有何创新？地面应用系统副总设计师苏彦用六个字进行概括：寻天、观地、测月。

她进一步解释，寻天主要是利用月基光学望远镜。她说，在月基上开展天文观测有两个优势和一个特点。一个优势是月球上没有大气，我们在月球上看星星实际上更清楚，不会像在地球上发生星星闪烁的现象，且可以不间断进行观测；另一个是观测时间很长，在月球上可以达到300多个小时的连续观测。

一个特点就是可以白天看星星。而在地球上，由于大气把太阳光反射之后天空会特别亮，把星星的亮度都给掩盖了，所以白天是看不到星星的。

观地就是配备了极紫外相机，是人类能首次在月球上对整个地球等离子体层进行观测，实时记录太阳光、磁层、大气层的相互作用，为空间科学研究和研究自然灾害预报提供科学的基础数据。其优势是能进行全貌的整体观测，而以前在地球上观测是局部的等离子体层，是“只见树木，不见森林”。

测月有两个载荷，粒子激发X射线谱仪和红外成像光谱议，测量月球上的矿物和成分，相当于“玉兔”走到任何地方都可以停下来对月壤和岩石进行观测。巡视器上一个重要的载荷是测月雷达，是人类第一次在月球上的雷达就位探测，它的优势是能把月球表面切开，看到本来看不到的结构。

已经有六个载荷开机

根据着陆器的静止特点，“嫦三”配置了８个载荷：月基光学望远镜、极紫外相机、降落相机、地形地貌相机、测月雷达、粒子激发X射线谱仪、红外成像光谱仪，以及全景相机。

苏彦介绍，这八个载荷，所有科学探测数据的接收都是通过地面应用系统50米天线和40米天线接收的。从数据接收来说，嫦娥三号和嫦娥一号、二号不同的地方是，后者的探测器只发射一路信号。对于着陆器和巡视器来说则是两路信号，嫦娥三号可以同时接收这两路数据进行处理，把数据发给地面系统总部进行实时处理和事后处理，把数据产品发布给全中国乃至全世界的科学家来共同使用。

现在的载荷运行情况如何？苏彦说，有六个载荷都开机了，包括降落相机、地形地貌相机、月基光学望远镜、测月雷达、全景相机和极紫外相机。

吴伟仁补充说，在月球上看天是用月基光学望远镜。一般人的眼睛看星星能看六等星，月基光学望远镜则能看十三、十四等星——可以固定看一个天区或者几十个、上百个星体，连续长时间观测。

测地主要是用极紫外波长，看地球周围的变化。地球自己看自己，一个人自己看自己时看到的缺点总是不明显，但在另一个角度，差距40万公里，地球的半径是6378公里，直径是1万多公里，而用极紫外波长可以看10万公里，是从战略的角度看地球的变化。

再就是测月雷达，主要是看月球内部的地质构造，边走边测，可以深入到内部看到一公里或者几百米的地质构造是什么。

技术能在现实中应用

“嫦三”运用的都是高端技术，那么，在现实生活中它们能否得到应用呢？

吴伟仁说，当年美国人阿波罗登月成功后，投入和产出比大概是1：7。若干年后再测算，投入产出比攀升到了１：15。现在小孩用的尿不湿，就是阿波罗的成果。

吴伟仁说，我们探月工程中的控制技术、仿真技术、计算机技术，尤其是“嫦三”那几根放下去的“腿”，既可以拉伸又可以压缩，用的都是特殊材料，而且能抗冲击。表面虽看不出来什么，实际里面有很多高技术，而且都是之前没有人研究过的，最后请科学院一个研究所给研制出来，以后肯定会有大量的民用。还有月球车的六个轮子，都是丝网式的，将来可以得到广泛应用。

另外，像西方制作的红外相机，如果按照以前的技术就需要配置一组透镜，重量达160千克左右，但“嫦三”这次只有50千克，因为突破了技术，只用一个透镜就解决了问题。

还有这次研制的深空测控网，过去我们只能测6万公里，但这次可以测40万公里。

吴伟仁说，阿波罗工程带动了3０００多项技术成果转移到民用，“嫦三”会带来多少，现在虽然还没有统计，但随着时间的推移，肯定是大量的，成果也会越来越多。

数据与其他国家共享

在“嫦三”数据分享方面，苏彦透露，我们会第一时间将数据发布出去。发射嫦娥一号、二号的时候，我们就与欧空局签署了合作，向他们提供了探测数据。

吴伟仁介绍说，嫦娥工程专门成立了一个由100多位专家组成的数据应用委员会，主要负责对数据的运用、分发、管理，包括最后出成果进行统一的规划，尽最大可能做到数据共享——按照分级原则（一级、二级、三级、四级），除了原始数据之外，其他的数据都可以对外公布。

另外，我们和欧洲也有一些协作。比如在我们的测控还没有完全建立之前，就使用过他们的测控网，回过头来我们再向他们提供数据。

吴伟仁说，特别是嫦娥二号、三号成功发射后，欧洲航天局越来越希望和中国合作。因为他们的月球探测计划或者说空间探测计划，要经过１０多个国家同时批准才行，认证的过程很长，实施的过程也很漫长。而中国论证的时间长，但是决策很快。对于中国早办事、快办事、办成事的特点，欧洲人还是很信服的，所以他们希望也愿意和我们合作。这也说明，我们的水平到了那个程度。