▲1959年10月4日,苏联发射了月球3号探测器,它从月球背面的上空飞过,拍摄并向地球发回了约70%月背面积的图片。这是人类首次获得月球背面图片,使人类第一次看到月球背面的景象。图为当时从苏联自动行星际站上收到的月球照片。横过画面的实线是月球赤道;虚线是从地球上看得见和看不见的月球两个部分的界线。(新华社发)
截至2018年12月,全世界共实施了116次无人月球探测任务,实现了月球飞越、环绕、着陆、巡视和采样返回探测。其中俄罗斯完成了3次无人月球采样返回,美国实现6次载人登月。
▲ 这是苏联制造的“月球2号”月球探测器。1959年,苏联研制的“月球2号”探测器在月球硬着陆坠毁,成为第一个撞击月球表面的人造飞行器。(新华社发)
▲ 由苏联制造的人类第一枚运载生物进入太空的宇宙舱。1961年3月23日,这个宇宙舱载着一条狗和一个人体模型升入太空,并安全返回地面。20天后,苏联宇航员尤里·加加林乘坐与该宇宙舱相同的另一枚宇宙舱实现了人类进入太空的梦想。(新华社记者 王岩摄)
▲ 这是一幅1969年由“阿波罗11”号登月舱在月球轨道拍摄的照片,在月球地平线上缓缓升起的球体正是我们居住的地球。(新华社发美联社照片)
▲ 1961年4月12日,苏联宇航员加加林驾驶“东方”一号宇宙飞船首次进入太空,揭开了人类探索宇宙的新篇章。这是加加林在宇宙飞船起飞前乘坐汽车前往宇宙飞船发射基地。(新华社发)
第一次探月高潮始于1958年,止于1976年,以美、苏两国空间竞赛为标志,重在展示国家实力,开启了人类深空探索序幕,实现了月球飞越、撞击、环绕、软着陆、表面巡视、无人采样返回和载人登月,获取了前所未有的科学探测成果,促进了大量新兴学科的诞生,一大批科学技术成果广泛应用于经济建设。
2000年后,月球探测再度兴起。世界格局呈多极化发展态势,主要航天国家纷纷启动并实施了月球探测活动,截至2018年12月共进行了16次发射(美国6次,中国6次,日本2次,欧洲1次,印度1次)。
新一轮月球探测更注重科学驱动和新技术的应用,旨在获得新的科学成果,探测器技术更先进、功能更全、寿命更长。90年代以来的月球探测活动呈现出科学目标明确、参与国家众多、规划长远、成功率高的特征。
20世纪50年代末到70年代中期,美国和苏联均制定了载人登月计划。苏联在1959—1976年期间共发射64个月球探测器,取得了月球探测的多项第一,主要型号为“月球”(Luna)系列及“探测器”(Zond)系列。苏联的“月球”系列项目取得了巨大的成功,它实现了人类月球探测历史上的多个“第一”:第一个月球探测器(Luna-1,1959年1月);第一次月球硬着陆(Luna-2,1959年9月);拍摄第一张月球背面图片(Luna-3,1959年10月);第一次月球软着陆(Luna-9,1966年2月);第一个月球轨道器(Luna-10,1966年4月);第一次实现无人月球采样返回(Luna-16,1970年9月);第一次月球车巡视勘察(Luna-17,1970年11月)。
美国在1958至1973年期间,共发射了36个月球探测器,主要型号为“先驱者”(Pioneer)、“徘徊者”(Ranger)、“勘测者”(Surveyor)和“月球轨道器”(Lunar Orbiter),目的是为阿波罗载人登月做前期探索和技术准备。
▲ 这张照片显示了1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐的“阿波罗11号”宇宙飞船登月舱准备在月球平静海登陆的瞬间。这张珍贵的照片是由他们的同伴柯林斯在月球上空透过指令舱窗口拍摄的。(新华社发)
▲ 1969年7月20日的资料照片显示了美国宇航员阿姆斯特朗在月球表面留下右脚脚印。(新华社发)
▲ 1969年7月20日,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和埃德温·奥尔德林乘“阿波罗11号”宇宙飞船首次成功登上月球,实现了人类登上月球的梦想。从1969年到1972年,美国共进行了5次“阿波罗”飞行,共有12名宇航员登上月球。这一系列“访问”大大丰富了人类对月球的认识。图为宇航员奥尔德林在月球上行走的资料照片。(新华社发)
▲ 1969年美国考察月球时所用的月球车。(新华社记者 夏道陵摄)
▲ 美国国家航空航天局2003年4月22日提供的1972年12月7日从“阿波罗”飞船拍摄到的地球照片。(新华社发)
这期间,美国投入大量的人力物力实施了“阿波罗”载人登月计划,于1961年5月—1972年12月向月球发射了7艘“阿波罗”登月飞船,除了阿波罗-13因故障中途返回,其余6艘登月成功,将12名航天员送上月球,带回月岩样品380公斤,创造了人类航天史的辉煌一页。
20世纪70年代中期到80年代末期,美国和俄罗斯航天战略重点转为发展近地轨道载人航天和空间站,月球探测进入低潮沉寂期,全球约有14年的时间未发射月球探测器。特别是苏联的解体,俄罗斯经济发展疲弱,其月球探测活动也进入低潮,从1977年至今有40多年的时间,苏联/俄罗斯再未实施月球探测活动。(www.xing528.com)
1989年7月20日,为纪念“阿波罗”飞船登月20周年,时任美国总统乔治·赫伯特·布什提出了重返月球、在月球驻留并以此为基础完成载人火星探测的构想。在此期间,美国、欧洲、日本纷纷组织力量开展研究,并相继提出月球探测计划。
其中,日本于1990年成功发射其首个月球探测器“飞天”。随后,美国分别于1994年1月和1998年1月发射了“克莱门汀”和“月球勘探者”探测器,进而发现月球上有水冰存在的迹象,极大地激发了世界各国开展月球探测的热情,标志着新一轮月球探测活动的兴起。
从1994年至今,美国已实施了6次无人月球探测任务,获得了多个重大科学成果,其2009年发射的“月球坑观测与环境感知卫星”(LCROSS)通过撞击月面南极凯布斯坑确认了月球极区水冰的存在,2011年发射的“圣杯”(GRAIL)通过双星编队绘制了迄今最精确的月球重力场图,2013年发射的“月球大气与尘埃环境探测器”(LADEE)验证了地月激光高速传输技术。
▲美国宇航博物馆展示的1975年在太空连接的美、苏两国宇宙飞船。左侧为美国“阿波罗”号,右侧是苏联“联盟”号。(新华社记者 刘心宁摄)
▲2002年2月20日,国际空间站第四长期考察组的美国宇航员伯施对高压氮氧舱进行了检查。这是国际空间站的宇航员首次在没有航天飞机对接的情况下实施太空行走。(新华社发)
▲ 1984年6月7日,美国航天飞机“挑战者”号宇航员布鲁斯·麦坎德利斯使用载人机动装置,离开航天飞机320英尺,完成了人类首次无安全索太空行走。(新华社发)
▲ 2001年4月30日,第一位太空游客、美国人蒂托(中)快乐地进入国际空间站,开始了他为期一周的太空观光生活。太空旅游的开辟使得普通人也能够像宇航员一样畅游星际之间。(新华社发)
▲ 这是欧洲航天局发布的月球探测器“智能1号”探测月球表面的示意图。2003年9月27日,欧洲成功发射了它的第一颗月球探测器——“智能1号”,标志着欧洲探月活动正式开始。“智能1号”2005年3月进入预定的环月轨道,2006年9月3日撞击月球优湖地区,在此期间取得了丰富的科学成果。(新华社发)
进入21世纪,欧洲、日本、中国和印度也相继开展了月球探测。欧洲航天局(ESA)于2003年发射其首个月球探测器“智慧-1”(Smart-1),首次将电推进技术应用到月球探测任务中,成功验证了电推进技术可用于小型探测任务。
日本于2007年发射其第二个月球探测器“月亮女神”(SENELE),获得了全月球地形图,并通过中继子卫星和重力场子卫星的配合实现了月球背面引力场的测绘。
▲ 这张拼版照片显示的是日本“月亮女神”卫星上的高清晰度影像拍摄系统2007年11月7日拍摄的地球从月球南极附近缓慢下落的图像。日本“月亮女神”绕月探测卫星于2007年9月14日发射成功。这是日本国产主力火箭发射服务移交给民间企业后的第一次发射,这次成功标志日本航天事业步入新时代。(新华社发)
▲ 这张美国航天局2011年9月7日公布的图片显示的是月球北极地区。图片由月球勘测轨道飞行器拍摄。(新华社发)
▲ 2006年9月3日,欧洲月球探测器“智能1号”成功撞击月球。这张欧洲航天局公布的红外图像显示的是“智能1号”探测器击中月球时的情景(图像上方的白点)。(新华社发)
▲ 2006年12月4日,美国宇航局对外公布“重返月球”计划,其核心目标是在月球上建立永久基地,并以此为跳板,为人类登陆火星甚至探索更遥远的太空做准备。这是美国宇航局公布的“重返月球”计划中可能进行的科学活动效果图。(新华社发)
从2007至2018年的十年间,中国成功实施了嫦娥系列5次月球探测任务,实现了月球环绕、月球软着陆、月面巡视、月球飞掠返回再入、地月拉格朗日L2点环绕等多项技术突破。印度于2008年发射其首个月球探测器“月船1号”(Chandrayaan-1),实现了自旋撞击器对月面的自主撞击探测,获得了月面高清图像。
综上,美国早期的“阿波罗”计划和其他主要计划、俄罗斯的月球探测都以环月探测为开端获得了大量月球表面景象的资料,为登月作了充分准备,但是,不是以资源开发与利用为导向的,因此,多为低纬、近赤道环月探测器。
90年代初美国的Galileo飞行器飞掠获得了详细月球的重力分布信息,日本的卫星也曾经飞掠过月球。而现今,以月球资源探测为主要任务,月球探测已经从“科学之旅”上升到“应用之旅”,开发利用月球资源成为月球探测的主旋律。
▲ 2008年10月22日,在印度斯里赫里戈达岛的萨蒂什·达万航天中心,“月船1号”模型在新闻发布会上进行展示。印度空间研究组织当日用一枚极地卫星运载火箭将印度首个月球探测器“月船1号”发射升空。(新华社发)
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