中国航天大业：太空探索和开发的50年历程

中国航天大业可以追溯到1956年4月，中国成立航空工业委员会，统一航空和火箭事业，标志中国航天事业创业的开始。经过50年的发展，从第一颗人造卫星到北斗导航，从第一枚运载火箭到首次载人航天，从天宫一号到嫦娥落月，冲破重重困难和封锁，中国已经跻身于世界航天大国行列。

预计到2030年，中国将拥有由小、中、大和重约10型组成的完整新一代长征系列火箭，其近地轨道、火星转移轨道、地月转移轨道和地球同步转移轨道最大运载能力分别达到140、44、50和66吨，支撑航天强国战略。

一、运载火箭

中国至今已经研发10多种太空发射器，将400多个飞行器以及60多个人造卫星送上太空轨道，为20多个国家负责商业升空。

长征火箭从1965年开始研制，1970年“长征”一号运载火箭首次成功发射“东方红”一号卫星。目前，长征火箭人丁兴旺，已经发展成一个大家族：“长征”一号、“长征”二号、“长征”三号和“长征”四号四个种类。基本覆盖了各种地球轨道航天器发射的需要。其中发射能力分别是：近地轨道0.2-12吨，太阳同步轨道0.4-5.7吨，地球同步轨道1.5-5.5吨。

图附2-1　退休和使用中的长征系列运载火箭

中国计划近期推出其空间站的“核心模块”，作为2022年前后开设永久载人空间站的核心部分；中国还计划在2020年发射火星探测器，一步实现绕火星的探测和着陆巡视；中国力争在2030年前实现载人登月。所有这些宏伟计划都迫切需要发展更强大的运载火箭。

1.新一代和未来运载火箭

表附2-1　新一代长征火箭

续表

图附2-2　长征5运载火箭

长征五号运载火箭由整流罩、芯级和不同直径的助推器组合构成长征五号不同型号，以满足不同发射要求。如2.5级基本型长征五号（CZ-5），1.5级长征五号乙（CZ-5B），3.5级长征五号/远征二号（CZ-5/YZ-2）

长征5号火箭2016年首发成功，将实践十七号卫星送入预定地球同步轨道。

2.未来运载火箭

未来运载火箭包括长征八中型运载火箭和长征九超重型运载火箭：

＊长征八号运载火箭

长征八号运载火箭是正在研制的一型采用无毒无污染推进剂的中型运载火箭，主要面向商业卫星发射任务，承担发射太阳同步轨道卫星。将用来替代长征二号系列和长征四号系列运载火箭。

长征八号为两级半构型：一子级状态与长征七号火箭芯一级基本一致，二子级与长征三号甲系列火箭芯三级基本一致，火箭捆绑两段式固体助推器。

图附2-3　长征八号运载火箭

全长：47米

一子级：直径3.35米，2台YF-100液氧煤油发动机

二子级：直径3米，YF-75液氢液氧发动机（双机）

助推器：直径2米，两段式120吨级固体助推器

起飞推力：480吨

近地轨道运载能力：7.6吨

太阳同步轨道运载能力：4.5吨

地球同步转移轨道运载能力：2.5吨

据报道，中国目前正在改进长征八型火箭，以便能够回落地球重新使用。中国在研发反向推进器技术，使回收火箭安全降落地球。

＊长征九超重型运载火箭

新一代火箭将满足相当长一段时间卫星发射、载人航天、空间站建设、以及探火、探月的需要。但是，如果要载人登月，那就必须研制近地轨道运载能力超过100吨的超重型运载火箭。长征九号则是继长征五号之后的全新超重型火箭，主要负责载人登月、火星科考取样返回、太阳系外行星探测、以及建造“空间太阳能电站”等多种大运载高难度任务。

长征九号计划于2028年至2030年首飞，能把120吨的航天器送入太空，把3至5人送到月球。

高度：100米级

芯级最大直径：10米级

级数：3

助推器：4个，直径5米

起飞重量：4，000多吨

起飞推力：近6，000吨

燃料：液氧/煤油，液氢/液氧

近地轨道：140吨

地球同步转移轨道：66吨

月球转移轨道：50吨

火星通信轨道：37吨

长征九超重型运载火箭于2016年6月批复立项，确立“一总三大”攻关内容，即总体技术和方案优化，10米级大直径箭体结构，480吨大推力液氧/煤油发动机，220吨大推力高性能氢/氧发动机。计划2030年左右首飞，起飞推力3，000吨以上，近地轨道能力100吨以上，地球转移轨道能力50吨以上。用于载人登月，火星探测和更远的深空探测。

图附2-4　长征九号运载火箭

目前，长征九号的关键技术攻关已经取得了一系列成果，世界第一件采用整体锻造技术的10米级铝合金环件、500吨级推力的发动机燃烧室试验件已诞生。

据法国国际广播电台2018年7月3日报道，长征9火箭可将多颗卫星发送入轨。长征9火箭远超美国与欧洲现有太空发射器的载力，美国太空发射火箭载力到2020年时只计划达到103吨重。而欧洲阿丽亚娜5火箭载力只有20吨。美国重型猎鹰载力为64吨。

二、空间站

中国空间站又称“天宫号空间站”，1992年9月21日立项，确定三步走的发展战略：第一步载人飞天；第二步交会对接；第三步建立载人空间站。现在已进入第三步。

中国空间站上的对接口可以对接其他国家的空间站舱段，同时也在国际上提出了四个级别的合作，包括联合试验、外国航天员来访、外国飞船来访和外国舱段对接。

中国空间站构型分基本型和扩展型，基本型计划于2022年前后建成。

基本型：

基本型空间站总体构型是三个舱段：一个核心舱，两个实验舱，每舱都是20吨级。核心舱居中，实验舱I和实验舱II分别连接于两侧，呈“T”字形。空间站运营期间，最多的时候，将对接一艘货运飞船、两艘载人飞船。整个系统加起来将达90多吨。空间站按3人设计，运营阶段，每半年由载人飞船实施人员轮换。空间站的核心舱和两个实验舱将由大型运载火箭长征五号发射；货运飞船和载人飞船由中型运载火箭长征七号发射。

轨道高度：340至450公里

轨道倾角：42º～43º

在轨寿命：10年以上

驻留人数：3人

系统总重：90吨

图附2-5　中国空间站基本型

空间站命名：

空间站命名为“天宫”，代号为“TG”；

核心舱命名为“天和”，代号“TH”；

实验舱Ⅰ命名为“问天”，代号“WT”；

实验舱Ⅱ命名为“巡天”，代号“XT”；

货运飞船命名为“天舟”，代号“TZ”；

载人飞船命名为“神舟”。

核心舱全长约18.1米，最大直径约4.2米，发射质量20-22吨。核心舱模块分为节点舱、生活控制舱和资源舱。核心舱有五个对接口，可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱。另有一个供航天员出舱活动的出舱口。站上设有气闸舱用于航天员出舱，还配置机械臂用于辅助对接、补给、出舱和科学实验。

实验舱全长均约14.4米，最大直径均约4.2米，发射质量约20-22吨。

从“神舟”五号2003年10月15日载人首飞，到“神舟”十一号2016年10月17日与天宫二号自动和手动交会对接，顺利完成载人飞天和交会对接的第一步和第二步任务。

2017年4月20日，天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空，并于2017年4月27日成功完成与天宫二号的首次推进剂在轨补加试验，标志天舟一号飞行任务取得圆满成功。中国空间站建设已经万事俱备。正在等待长征五B携带空间站的舱段在轨组装。

扩展型

中国空间站基本构型具备扩展能力，可以根据需要增加新的舱段，扩展规模和应用能力。可在核心舱的前端增建A、B、C三舱（红色），组成又一“T”字型体。扩展舱A后端与核心舱前段对接，扩展舱B和C在扩展舱A前段左右处对接。载人飞船与扩展舱A正前端对接。还可根据需求增配第二艘载人飞船，对接在核心舱前段。随着舱段的增加，航天员数量可能会从最初的3人增加到6人，最多会有6个舱段，整个空间站系统达180吨。

2018年5月28日，中国驻维也纳联合国代表和联合国外层空间事务司共同发布公告，宣布中国空间站已“正式开启国际合作，尤其欢迎发展中国家”，邀请世界各国积极参与、利用未来的中国空间站开展舱内外搭载实验。

图附2-6　中国空站扩展型（加A，B，C三舱）

三、北斗卫星导航系统

中国北斗卫星导航系统（BDS）是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、以及欧盟伽利略系统，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

图附2-7　世界四大导航卫星系统比较

1.北斗卫星导航试验系统（北斗一号）

北斗卫星导航试验系统也称双星定位系统，1994年正式立项，第一颗和第二颗北斗导航试验卫星分别于2000年10月31日和12月21日成功发射，双星组成北斗导航卫星试验系统使中国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。2003年5月25日又发射了一颗备份卫星，完成试验系统的组建工作。该系统服务范围为东经70°-140°，北纬5°-55°。两颗卫星都部署在地球静止轨道，在卫星的寿命到期后，系统已停止工作。

北斗卫星导航试验系统是北斗卫星导航系统较早投入使用的第一代试验用系统，使用的是有源定位，由三颗定位卫星（两颗工作卫星、一颗备份卫星）、地面控制中心以及用户终端三部分组成。北斗一号卫星导航定位系统可向用户提供全天候的即时定位服务。未校准精度100米，校准精度为20米。该系统主要向中国境内和周边提供导航服务。

图附2-8　北斗一号于2003年完全建成，蓝色区域为当时的覆盖范围

由于北斗一号采用少量卫星实现有源定位，成本较低，但是系统在定位精度、用户容量、定位频率次数、隐蔽性等方面均受到限制。另外该系统无测速功能，不能用于精确制导武器，系统使用受到限制。

2.北斗卫星导航系统（北斗二号）

北斗二号全球卫星导航系统，包含16颗卫星：6颗静止轨道卫星、6颗倾斜地球同步轨道卫星、以及4颗中地球轨道卫星。

北斗卫星导航系统的建设于2004年启动，2011年开始对中国和周边提供测试服务，2012年12月27日起正式提供卫星导航服务，服务范围涵盖亚太大部分地区，从南纬55度到北纬55度、从东经55度到东经180度。该导航系统提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速、授时服务，定位精度25米，测速精度0.2米/秒，授时精度50纳秒，在服务区的较边缘地区精度稍差。授权服务则是向授权用户提供更安全与更高精度的定位、测速、授时、通信服务、以及系统完好性信息。由于该系统继承了试验系统的一些功能，能在亚太地区提供无源定位技术所不能完成的服务，如短报文通信。

图附2-9　北斗二号卫星导航系统在2012年的服务范围

3.北斗卫星导航系统（北斗三号）

北斗卫星导航系统（北斗三号）空间段由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。5颗静止轨道卫星定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、140°、160°，中地球轨道卫星运行在3个轨道面上，轨道面之间相隔120°均匀分布。

北斗卫星导航系统计划在2020年完成全球覆盖，为全球用户提供定位、导航、授时服务，中国将发射大量的中地球轨道卫星。(www.xing528.com)

图附2-10　北斗卫星导航系统示意图

至2012年底北斗亚太区域导航正式开通时，已为正式的第二代北斗卫星导航系统发射了16颗卫星，其中14颗组网并提供服务，分别为5颗静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星（均在倾角55°的轨道面上）、4颗中地球轨道卫星（均在倾角55°的轨道面上）。

北斗卫星导航系统同时使用静止轨道与非静止轨道卫星，对于亚太范围内的区域导航来说，无需借助中地球轨道卫星，只依靠北斗的地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星即可保证服务性能。而数量庞大的中地球轨道卫星，主要服务于全球卫星导航系统。此外，如果倾斜地球同步轨道卫星发生故障，则中地球轨道卫星可以调整轨道予以接替，即作为备份星。

2015年中期，中国开始建设第三代北斗系统（北斗三号），进行全球卫星组网。第一颗三代卫星于2015年3月30日发射升空，2018年进行高强度第三代北斗系统的发射任务，到2018年11月19日，已经发射19颗第三代在轨导航卫星，已建成18颗的基本系统，先实现对“一带一路”沿线国家和周边国家的覆盖。

2019年至2020年，中国将发射6颗北斗三号中地球轨道卫星、3颗北斗三号倾斜地球同步轨道卫星和2颗北斗三号地球静止赤道轨道卫星，服务范围覆盖全球。2035年前还将建设更加广泛、更加融合、更加智能的综合时空体系。

＊五大功能

作为世界上唯一由高、中、低三种轨道卫星构成的导航系统，北斗卫星导航系统拥有其他导航系统不具备的性能和特点。北斗三号创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

北斗三号未来还将按照国际标准增加全球搜救、全球位置报告、星基增强等拓展服务。

＊国际认可

2014年11月17日至21日，联合国负责制定国际海运标准的国际海事组织海上安全委员会，正式将中国的北斗系统纳入全球无线电导航系统。这意味着继美国的GPS和俄罗斯的“格洛纳斯”后，中国的导航系统已成为第三个被联合国认可的海上卫星导航系统。2018年12月27日，中国宣布北斗三号正式提供全球服务。

四、深空探测

1.探月工程

20世纪90年代中国进行了探月活动的必要性和可行性研究，制定了绕、落、回的三步走方案。2004年，中国正式开始月球探测任务，叫嫦娥工程。工程分无人月球探测、载人登月和建立月球基地三个阶段。

从2007年10月24日开始，中国成功进行了嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、再入返回试验飞行器（嫦娥五号T1试验器）和嫦娥四号五次探月任务。

＊嫦娥一号

图附2-11　嫦娥一号轨道示意图

2007年10月24日，嫦娥一号从西昌卫星发射中心升空。累计飞行494天，绕月飞行482天，经轨道减速，下落，于2009年3月1日撞向月球预定地点丰富海（月球东经52.36度，南纬1.50度）。嫦娥一号是中国首颗绕月探测卫星，进行绕月飞行和科学探测。

＊嫦娥二号

图附2-12　嫦娥2号轨道示意图

嫦娥二号于2010年10月1日从西昌卫星发射中心发射升空，进入离月面100公里极轨轨道，完成高清月面图像扫描，分辨率达到7米，是当时最高水准全月球数字影像。还获得月球物质成分分布图等资料。2011年4月1日嫦娥二号开始拓展试验，6月9日飞离月球，8月25日精确进入日-地拉格朗日L2点环绕轨道，持续探测太阳活动和爆发235天，积累了大量太阳活动资料。2012年12月13日嫦娥二号飞越小行星4179（图塔蒂斯），两者相距仅870米，首次测得该小行星的表面形貌、尺寸大小、运行参数等。2014年年中，嫦娥二号突破离地球1亿公里的深空。现在嫦娥二号已成为太阳系的小行星，围绕太阳做椭圆轨道运行。

嫦娥二号状态良好，将不断刷新离地飞行高度，考核其寿命及自主控制与管理能力，并协同我国深空测控站开展行星际测控通信试验。根据轨道计算，大约2029年嫦娥二号将回归到地球附近。

＊嫦娥三号

嫦娥三号月球探测器是中国第一个月球软着陆探测器。由月球着陆器和月面巡视探测器（玉兔）组成。

嫦娥三号探测器于2013年12月2日进入太空，12月6日成功近月制动，进入100公里绕月轨道，然后进入100×15公里轨道，14日成功软着陆于月球雨海西北部，15日完成着陆器和巡视器分离，并陆续开展“观天、看地、测月”的科学探测和其他预定任务。2015年10月5日，经国际天文联合会审核批准，嫦娥三号的月面软着陆区命名为“广寒宫”，以纪念中国古代神话的嫦娥和玉兔在月亮上的宫殿。

2016年4月，嫦娥三号着陆器和玉兔月球车拍摄的最清晰的月面高分辨率全彩照片首次公布，让全世界看到了一个真实的月球。

嫦娥三号着陆器上首次配备了一台近紫外天文望远镜，利用月球上没有大气的良好条件，发现了一批新的脉动变星，确定了它们的光变周期与光变幅渡；获取了一批星座不同天区近紫外波段的真实星空图像和目标天体的天体坐标等。

图附2-13　嫦娥3号月球车（左）和着陆器（右）

嫦娥三号着陆器和玉兔号巡视器的设计寿命分别是3个月和1年，实际工作了29个月和31个月，都大大超额完成任务。

＊嫦娥五号T1试验器

嫦娥五号T1试验器是为嫦娥四号和嫦娥五号任务服务的，因为嫦娥四号要在月球背面软着陆，难度极大，危险性极高；嫦娥五号主要目标是实现无人自动采样和返回地球，要突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接、以接近第二宇宙速度再入地球大气、以及返回地球表面，多项关键技术。因此嫦娥五号T1试验器能否从月球轨道顺利返回地球，并降落在预定的地球位置，是嫦娥五号实现月球无人采样返回的最重要试验之一。

嫦娥五号T1飞行试验器包括返回舱和服务舱两大部分，目的是通过真实飞行，获取试验数据，验证未来嫦娥五号以接近第二宇宙速度（11.2公里/秒）返回地球的相关轨道设计、气动、热防护、制导导航与控制等关键技术。嫦娥五号T1试验器为“嫦娥五号”无人月球取样返回和嫦娥四部署“鹊桥”中继卫星积累经验。

嫦娥五号返回舱有很大的速度，如果无法减速，那么就会“弹”出地球大气层。再入之后的返回舱速度达到每小时4万公里左右，约等于32马赫，迄今为止中国设计的飞船没有达到如此高的再入速度，因此，如何安全控制返回舱重返大气层是嫦娥5号能否成功的关键。

2014年10月24日，嫦娥五号试验器成功发射。准确进入近地点高度209公里、远地点高度41.3万公里的地月转移轨道。

试验器经过2次轨道修正后，于27日11时30分许，飞抵距月球6万公里附近，进入月球引力场，开始月球近旁转向飞行。

28日凌晨3时许，试验器到达距月面约1.2万公里的近月点，随后，在北京航天飞行控制中心控制下，飞行试验器系统启动多台相机对月球、地球进行多次拍摄，获取了清晰的地球、月球和地月合影图像。

28日晚19时，试验器完成了月球近旁转向飞行，开始离开月球引力影响，飞向月地转移轨道。30日再次成功实施1次轨道修正后重返地球。

图附2-15　2014年10月28日在1.2万公里的近月点拍摄的地月合影（左上角为地球，右边为月球）

11月1日凌晨5时许，地面测控站向再入返回飞行试验器注入导航参数。5时53分，再入返回飞行试验器服务舱与返回器在距地面高约5，000公里处正常分离。6时42分，再入返回飞行试验器服务舱与返回器采用跳跃式返回地球，在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆。

试验器首次再入返回飞行试验圆满成功，标志着中国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术，为确保嫦娥五号任务顺利实施和探月工程持续推进奠定坚实基础。

服务舱与返回器分离后，返回器安全返回地面，而服务舱经过两次轨道控制，返回到远地点54万公里、近地点600公里的大椭圆轨道，进行拓展试验。

2014年11月23日，北京飞控中心控制服务舱，实施月球借力轨道机动，飞向地月拉格朗日L2点。11月27日进入环绕地月L2点的李萨如轨道，这是中国航天器首次飞抵地月拉格朗日L2点。

2015年1月4日，在完成环绕地月拉格朗日L2点的全部预定科学探测目标后，北京中心控制服务舱成功实施逃逸机动，飞离地月L2点，飞向月球，开始第二阶段拓展试验。

2015年1月11日凌晨3时许，在北京飞控中心精确控制下，服务舱成功实施近月制动，进入远月点高度约5300公里、近月点高度约200公里、飞行周期约8小时的环月轨道，继续为嫦娥五号任务开展在轨验证试验

嫦娥五号T1试验器的成功和拓展试验为嫦娥四号和嫦娥五号任务奠定了基础，铺平了道路。

图附2-16　返回器返回内蒙古四子王旗

＊嫦娥四号

由于月球自转周期和公转周期相等，加上被地球潮汐锁定，地球强大的引力使月球总是一面朝向地球，一面背向地球，月球的背面是人类一直魂牵梦绕的地方。

嫦娥四号是世界首颗在月球背面软着陆和巡视的探测器，其主要任务是着陆月球背面，继续全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。

嫦娥四号任务于2016年1月经国务院批准正式实施，包括中继星和探测器两大任务。嫦娥四号任务的目标，一是研制和发射月球中继通信卫星，实现人类首次地-月拉格朗日L2点的测控及中继通信；二是研制和发射月球着陆器和巡视器，实现人类首次月球背面软着陆和巡视探测。

因此，“嫦娥四号”任务包含中继星“鹊桥”和探测器两次发射任务。在中继星和探测器上有三个国际载荷，分别是着陆器搭载的月球中子及辐射剂量探测仪、巡视器搭载的月球中性原子探测仪以及中继星搭载的低频射电谱仪，他们将分别首次开展月球背面中子及辐射剂量、中性原子分布和地月拉格朗日L2点低频射电天文观测等科学研究。

由于地球方向不能直接看到嫦娥四号落月过程，所有信息传输都需要在中继星“鹊桥”的帮助下完成，整个落月过程系统必须自主操控，加之回传画面的延迟，对地面人员来说，这个过程近乎是“盲降”。

嫦娥四号的着陆点在月球南极，处于月球背面艾特肯盆地，该盆地直径大约2，500公里，深13公里，从坑底最深处到最高处落差大约16公里，这是太阳系内已知的最大、最古老撞击坑。该盆地保存了原始月壳岩石，收集该区域岩石的数据可以帮助科学家更好地理解月球的组成，具有极高的科学研究价值。

月球尺寸足够大，能够阻挡来自地球无线电的干扰，在月球的夜晚，还能阻挡来自太阳的干扰。因此，月球背面是公认的低频射电天文的绝佳场所。嫦娥四号或许能为我们打开一扇观测宇宙的新窗口。

“嫦娥四号”探测器能够在月球背面着陆，关键就在于中国提前把“鹊桥”中继卫星放在地球和月球的拉格朗日L2点的晕轨道上，在这个轨道上，中继卫星在地球和月球共同的引力作用下围绕地球运动，而且始终悬停在月球背面的上空。所以“鹊桥”中继卫星为嫦娥四号的着陆器和月球车提供地月中继通信支持。有了这颗中继卫星，嫦娥四号探测器才敢在月球背面着陆。

＊＊“鹊桥”中继卫星

“鹊桥”中继卫星于2018年5月21日从西昌卫星发射中心升空，进入近地点高度200公里，远地点高度40万公里的地月转移轨道，5月25日成功实施近月制动，进入月球至地-月拉格朗日L2点的转移轨道。然后再进行数次变轨，6月14日成功实施轨道捕获控制，进入地-月拉格朗日L2点的晕轨道，搭建起月球背面和地球之间的桥梁，保证地球与月球背面的通信和嫦娥四号着陆器和月球车的联合科学探测。

之所以将“鹊桥”安放在月球背面6.8万公里的拉格朗日L2点的晕轨道，是因为这里是相对稳定的动态平衡。它可以永远直接面对月球背面，同时也能“看到”地球并与地球实时直接通信联系。

图附2-17　“鹊桥”中继卫星与月球和地球相对位置示意图

**嫦娥四号探测器

嫦娥四号是嫦娥三号的备份星，主要目标是实现人类首次月球背面软着陆。探测器于2018年12月8日2时23分在西昌成功发射，先后实现助推器分离，火箭一二级分离，星箭分离。结束发射段，进入地月转移段。

图附2-18　嫦娥四号探测器成功“刹车”进入环月轨道飞行

约四天半后，于12日16点39分，嫦娥四号探测器结束地月转移段飞行，按计划顺利完成近月制动，成功进入100公里×400公里环月椭圆轨道。

16点45分，嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行，进入离月面约100公里的环月轨道。

30日8时55分，嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入近月点高度15公里，远月点高度100公里的月球背面着陆准备轨道。

2019年1月3日10时15分，北京航天飞控中心发出指令，嫦娥四号探测器从距离月面15公里高处的近月点开始实施动力下降，7，500牛变推力发动机开机，逐步将探测器的速度从相对月球1.7公里每秒降到零。在6-8公里高度，探测器进行快速姿态调整，不断接近月球；在距月面100米高开始悬停，利用激光扫描来实现精避障，对障碍物和坡度进行识别，并自主避障；选定相对平坦的区域后，开始缓速垂直下降。最后距离月面2米高时发动机停止工作，探测器以自由落体的方式降落。

10时26分，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地，东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区。“嫦娥四号”着陆器上的四条腿把着陆器的冲击能量缓冲掉，让着陆器稳稳地落在月面上。“嫦娥四号”成功着陆，成为人类第一个在月球背面成功软着陆的探测器！

11时40分，通过“鹊桥”中继星传回世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信，开启了人类月球探测新篇章。

15时7分，北京航天飞控中心通过“鹊桥”中继星向着陆器和巡视器发送两器分离指令。随后，巡视器开始向转移机构缓慢移动，转移机构正常解锁，在着陆器与月面间搭起一架斜梯，巡视器玉兔二号沿斜梯缓缓驶向月面。

22时22分，玉兔二号踏上月球表面，在月背留下第一道印迹，图像由“鹊桥”中继星传回地面。

各国媒体纷纷祝贺嫦娥四号的成功，其中包括美国国家航空航天局局长吉姆·布里登斯廷。

图附2-19　玉兔二号在月背留下第一行“脚印”

＊嫦娥五号探测器：

作为嫦娥探月工程“绕、落、回”规划的第三步，嫦娥五号主要目标是实现无人自动采样返回，如前所述，要突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接、以接近第二宇宙速度再入地球大气、以及返回地面诸多关键技术，是中国探月工程的收官之战。

2019年，嫦娥五号将月面软着陆，铲取和钻孔岩心取样并返回地面，开展全面、系统实验室分析测试，希望获取一系列创新科研成果。

嫦娥五号探测器全重8.2吨，由轨道舱、着陆舱、起飞舱和返回舱组成，由大推力的长征五号运载火箭发射。由于2017年11月长征5号火箭第二次飞行时二次启动失利，嫦娥五号探测器任务不得不推迟。

嫦娥五号将进行中国第二次月球正面探索任务，从月球正面西北部风暴洋中的吕姆克山采集样本。

目前正在为发射“嫦5号”探测器做准备，争取长征五号再次成为金牌运载火箭。

中国设想未来五年、十年开展两次以机器人为代表的月球南北极探测，就是启动实施探月工程四期，其中包括2020年左右，发射嫦娥六号等月球探测器，实现月球极区采样返回。此后，中国将开始大范围为载人飞往月球做准备，有望超越美国阿波罗登月项目的成就。

图附2-20　嫦娥五号探测器

2.小行星、火星、金星、木星和木卫二探测

中国计划对3颗对地球具有潜在威胁的近地小行星进行探测。嫦娥2号在2012年12月已与4179小行星交会，探明这颗可能在2029年前后威胁地球的小行星的大小、形状及结构。

火星探测计划有轨道器和火星车，计划无人采样返回。中国首次火星探测任务已于2016年1月经国务院批准，工程研制工作已经全面启动。火星探测器计划2020前后择机发射，2021年到达火星进行环绕飞行和着陆巡视探测。

此外，中国还计划对金星、木星和木卫二等进行探测。前者重在研究温室效应，后者重在探明冰层下50-80公里深的地下海洋会否存在原始生命活动。

五、航天测控通信网

航天测控通信网由航天控制中心和分布于世界各地的航天测控站（包括海上测量船）以及空中测量平台（如测量飞机、跟踪和数据中继卫星等）组成。

图附2-21　天宫一号和神舟八号交会对接任务时陆、海、空测控网