人類月球日｜回顧中國(guó)探月之旅的那些“首次”

月球是距離地球最近的天體，也是環(huán)繞地球的唯一天然衛(wèi)星，人們對(duì)月亮的關(guān)心和探索自從人類誕生就已經(jīng)開始，月亮可以說是我們小時(shí)候最先認(rèn)識(shí)的天體之一。

懷著對(duì)月球的向往，1969年7月20日，人類的足跡第一次留在了月球上，而這也是人類首次對(duì)外太空進(jìn)行探索并邁出的第一步。

人們對(duì)月亮的好奇并未因?yàn)榈谝淮翁皆鲁晒Ρ憬K止，就拿我國(guó)來說就有嫦娥一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)等衛(wèi)星前赴后繼奔向月球，那就讓我們?cè)谌祟愒虑蛉者@天一起回顧中國(guó)的探月之旅吧。

Part.1

嫦娥一號(hào)——中國(guó)探月初嘗試

2004年1月，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)我國(guó)首次繞月工程立項(xiàng)，命名為“嫦娥工程”?！版隙鸸こ獭钡膯?dòng)，拉開了我國(guó)月球與深空探測(cè)的序幕。

以楊建峰研究員為核心的早一批中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所（以下簡(jiǎn)稱西光所）的探月人，緊跟國(guó)家步伐開始了CE-1衛(wèi)星CCD立體相機(jī)和干涉成像光譜儀的研制，它們的主要任務(wù)是獲取月表的三維立體影像和分析月球表面有用元素及物質(zhì)類型的含量與分布。

CE-1衛(wèi)星CCD立體相機(jī)

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

面對(duì)首次探月經(jīng)驗(yàn)不足的情況，整個(gè)團(tuán)隊(duì)加班加點(diǎn)，通過一輪又一輪的討論和不斷迭代，最終提出了 “單鏡頭+大面陣”的創(chuàng)新方案。

2007年10月24日，嫦娥一號(hào)探測(cè)衛(wèi)星發(fā)射成功，CE-1衛(wèi)星CCD立體相機(jī)成功獲取了中國(guó)首次月球探測(cè)工程的第一幅月球圖像。

中國(guó)首次月球探測(cè)工程第一幅月面圖像

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

CE-1衛(wèi)星CCD立體相機(jī)采用線陣掃描的方式進(jìn)行工作，軌道高度約為200km，每一軌的月面幅寬為60km，像元分辨率為120m，圖像清晰度和分辨率均優(yōu)于其它國(guó)家，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

CE-1衛(wèi)星干涉成像光譜儀成功獲取了全月面79％區(qū)域清晰的多光譜圖像，也是國(guó)際上第一次獲取480nm-960nm的32譜段連續(xù)光譜和圖像，圖像清晰度高，層次紋理豐富，為科學(xué)家研究月表物質(zhì)成份提供了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原生信息源。

全月面79％區(qū)域清晰的多光譜圖像

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

Part.2

CCD立體相機(jī)——不斷進(jìn)行自我革新

2010年10月1日，嫦娥二號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射。由西光所月球與深空探測(cè)團(tuán)隊(duì)研制的CE-2衛(wèi)星CCD立體相機(jī)空間分辨率由CE-1衛(wèi)星CCD立體相機(jī)的120米提高到7米，足足提高了17倍，拍攝的 “7米分辨率全月影像圖”被兩院院士評(píng)選為“2012年度瀚霖杯中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞”之四，成果水平國(guó)際領(lǐng)先。

CE-2衛(wèi)星CCD立體相機(jī)

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

首次獲得了1米分辨率的虹灣地區(qū)照片

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

2013年12月2日,嫦娥三號(hào)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，西光所月球與深空探測(cè)團(tuán)隊(duì)研制了嫦娥三號(hào)有效載荷“玉兔號(hào)”月球車全景相機(jī)和月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡兩臺(tái)設(shè)備。

CE-3全景相機(jī)單臺(tái)重量突破650g，在軌成功獲取了著陸器的彩色照片，標(biāo)志著嫦娥三號(hào)任務(wù)圓滿成功，獲取的月表全景圖像也為后期月球車故障排除提供了參考。

CE-3全景相機(jī)

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

CE-3全景相機(jī)拍攝的著陸器照片

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

CE-3月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡則利用月球無大氣干擾、自轉(zhuǎn)緩慢的優(yōu)勢(shì)，在近紫外波段對(duì)天體進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，完成地面所無法實(shí)現(xiàn)的天文觀測(cè)任務(wù)。

CE-3月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是中國(guó)第一個(gè)空間天文望遠(yuǎn)鏡，它實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)“人類首次”：首次依托地外天體平臺(tái)開展自主天文觀測(cè)，和首次月基－地基天文聯(lián)合觀測(cè)。CE-3月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是CE-3衛(wèi)星在軌工作壽命最長(zhǎng)的載荷。

CE-3月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

CE-3月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡在軌觀測(cè)的星體

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

Part.3

清晰采樣——探月更上一層樓

2018年12月8日，嫦娥四號(hào)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，嫦娥四號(hào)成功登陸月球背面，全人類首次實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸。

西光所月球與深空探測(cè)團(tuán)隊(duì)研制的嫦娥四號(hào)有效載荷“玉兔號(hào)”月球車全景相機(jī)超使命完成任務(wù)，見證了人類首次對(duì)月背的探測(cè)，也首次獲取了馮?卡門撞擊坑內(nèi)的360°全景圖像。

CE-4全景相機(jī)

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

CE-4全景相機(jī)拍攝的月背著陸器照片

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

2020年11月24日，嫦娥五號(hào)探測(cè)器在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射，它也是負(fù)責(zé)嫦娥三期工程“采樣返回”任務(wù)的中國(guó)首顆地月采樣往返衛(wèi)星。

而西光所月球與深空探測(cè)團(tuán)隊(duì)研制的CE-5全景相機(jī)是其重要載荷，承擔(dān)著獲取著陸采樣區(qū)高分辨率圖像、地質(zhì)地貌探測(cè)以及國(guó)旗成像的任務(wù)。

CE-5全景相機(jī)

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

CE-5全景相機(jī)重量持續(xù)優(yōu)化，單臺(tái)重量最終突破了450g，CE-5全景相機(jī)在軌工作下傳數(shù)據(jù)顯示國(guó)旗圖像清晰，色彩飽滿，環(huán)拍圖像能看到采樣區(qū)清晰的采樣痕跡。

CE-5全景相機(jī)環(huán)拍成像，拍攝五星紅旗在月面成功展開

（圖片來源：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

人類探索月球的步伐永無止境，發(fā)展航天事業(yè)，建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)，我們使命在肩、任重道遠(yuǎn)。未來，人類的探測(cè)方式將更加多元化，探測(cè)手段將不斷擴(kuò)展，探索的空間對(duì)象將更加多元化，探測(cè)的距離也將延伸向更遙遠(yuǎn)的空間。

出品：科普中國(guó)

制作：呂寶剛（中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）

編輯：王婷婷

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

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