2020年12月17日凌晨1時59分，嫦娥五號返回器攜月球樣品在預定區域安全著陸，這是中國首次實現地外天體採樣返回。探月工程嫦娥五號任務取得圓滿成功，實現了中國探月工程“繞、落、回”三步走規劃完美收官。嫦娥五號採集回來的月球樣品有哪些用途？嫦娥五號任務圓滿成功對中國航天事業發展具有什麼意義？未來中國還會探索哪些星球？對此，本刊記者專訪了國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華。嫦娥五號任務創造五項中國首次
記者：歷經23天，嫦娥五號闖過多個難關，成功攜帶月球樣品返回地球，完成了一次意義非凡的太空之旅。請您先介紹一下嫦娥五號任務的總體情況。吳豔華：探月工程嫦娥五號任務是我國複雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程，首次實現了我國地外天體採樣返回。回顧那23天，我們一道披星戴月、夙夜守望，嫦娥五號完成了一次對接、六次分離，兩種方式採樣、五次樣品轉移，經歷了11個重大階段和關鍵步驟，環環相連、絲絲入扣。2020年11月24日，長征五號準時成功發射，之後探測器地月轉移、近月制動、兩兩分離、平穩落月、鑽表取樣、月面起飛、交會對接及樣品轉移、環月等待、月地轉移，12月17日再入返回、安全著陸，整個工程任務現在轉入了科學研究的新階段。嫦娥五號任務創造了五項“中國首次”：一是在地外天體的採樣與封裝，二是地外天體上的點火起飛、精準入軌，三是月球軌道無人交會對接和樣品轉移，四是攜帶月球樣品以近第二宇宙速度再入返回，五是建立我國月球樣品的存儲、分析和研究系統。此次任務的成功實施，是我國航天事業發展中里程碑式的新跨越，標誌著我國具備了地月往返的能力，實現了“繞、落、回”三步走規劃完美收官，為我國未來月球與行星探測奠定了堅實基礎。中國探月工程自2004年黨中央、國務院批准立項以來，聚焦“自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”的目標，“一張藍圖繪到底”，“一條龍”攻關攻堅，“一盤棋”協同推進，“一體化”迭代提升，實現了“六戰六捷”。探月工程匯聚全國包括港澳地區數千家單位、數萬名科技工作者，技術的每一次突破、工程的每一步跨越，都是團結協作的結果，傳承弘揚了中國航天攻堅克難、勇攀高峰的優良傳統和創新精神。探月工程建設提升了我國深空探測核心能力，培養造就了一支專業化、年輕化、能打硬仗的人才隊伍，完善形成了組織實施複雜航天工程的系統方法，積澱彰顯了“追逐夢想、勇於探索、協同攻堅、合作共贏”的探月精神。在嫦娥五號任務實施中，我們與歐空局、阿根廷、納米比亞、巴基斯坦等國家和國際組織開展了測控領域的協同合作，邀請多國駐華使節和國際組織的官員到文昌現場觀摩了發射，一些國家領導人，航天機構和部分國際組織負責人，以及很多國際同行和友人，都以不同方式表示祝賀和讚譽，期待進一步合作。後續，我們將依據月球樣品及數據管理辦法，廣泛徵集合作方案，鼓勵國內外更多科學家參與科學研究，力爭獲得更多科學成果。2020年11月24日4時30分，長征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空，運送嫦娥五號探測器至地月轉移軌道（圖：國家航天局）
探月工程系統地帶動了
中國航天科技的整體發展
記者：與以往的探月工程任務相比，嫦娥五號任務有哪些突破和創新？吳豔華：探月工程實施到今天，前面已經成功實施了嫦娥一號、二號、三號、四號和返回試驗，五次任務都取得了圓滿成功，每次任務都比前一次有較大的進步。此次嫦娥五號任務與嫦娥三號、四號相比，應該說技術跨度更大。前面是在月球上進行巡視勘察，這次主要是採樣返回。為了能夠可靠地實施嫦娥五號任務，就要突破在月球上採樣返回碰到的新技術，怎麼能夠實現在月球上可靠地採樣，把月球的樣品可靠地封裝到真空容器當中，並且在月球上進行轉移，轉移到自身的返回系統當中去，這整個過程和前面相比都是有創新性的。另外，從月球上採集的樣品如何返回地球，必須要在月球上升，要發射火箭，把它打到月球軌道上來，這對航天發展來講，也是非常重要的一步，是前所未有的。嫦娥五號探測器在月球表面自動採樣（圖：國家航天局）
在月球軌道上，我們留了軌道器，為了能夠多採一些樣品，在月球軌道上還要搞一次交會對接。月球軌道的交會對接和地球軌道也有很大的不同，一是目標比較小，月球又比較遠，要求的自主能力就比較強，同時測控手段有限，支撐的條件也有限，所以交會對接也是要克服的難點，也是創新點。從月球軌道回來，再入大氣是接近第二宇宙的速度，這和以前的載人航天和再入任務來比，速度快了很多，帶來的熱的影響、控制能力的影響、精度的影響都很大，這也是個重要的突破。前面講到“五個首次”是嫦娥五號任務所面臨的新的挑戰，實際上，對整個工程來講，恐怕還不止這五個方面。因為作為國家的重大科技專項，在立項之初，自主創新是我們的目標，也是我們的主旨。同時，為了帶動航天技術的進步和發展，提升整體技術空間的能力，我們設計了整個一套工程體系，都有創新性，包括運載火箭，首次使用長征五號作為發射平台，也帶動了運載火箭技術的發展。建立了深空測控網，使深空測控能夠達到全球布局，支撐整個任務的完成。從某種意義上來講，探月工程系統地帶動了我國航天科技的整體發展。記者：我們注意到，香港的科研團隊也參與了嫦娥五號的科研工作。請您介紹一下，香港的科研團隊在此次探月工程中參與了哪些研究成果？這些研究成果起到了什麼作用？吳豔華：香港理工大學容啟亮教授團隊，從2011年開始相關的科研工作，承擔表取採樣裝置中甲手、乙手、初級封裝裝置和近攝相機等設備的研製。參與了各研製階段的試驗，在本次任務中，這些裝置圓滿可靠地完成了採樣任務。
香港理工大學容啟亮教授團隊也參與了嫦娥五號的科研工作。圖為容啟亮教授與嫦娥五號的上升器和著陸器模型合影留念（圖：新華社）
記者：月面點火起飛前，嫦娥五號著上組合體實現了月面國旗展開，這是我國在月球表面首次實現五星紅旗“獨立展示”。月球表面電磁輻射強，環境惡劣，溫差大，此次的國旗展示裝置是如何將五星紅旗在月表成功展開的？這面五星紅旗是留在月球還是帶回了地球？嫦娥五號著陸器和上升器組合體全景相機拍攝五星紅旗在月面成功展開（圖：國家航天局）
吳豔華：首先是多方面篩選旗面材料及染色技術，滿足輻射和高低溫等環境條件要求，重量也很輕，僅12克；其次，針對展開裝置中使用的火工品，進行了高溫極端環境條件下的驗證試驗，確保火工品解鎖，壓緊釋放裝置將國旗順利展開。五星紅旗安裝在著陸器上，隨著陸器留在月球。人類44年再次獲得月球樣品
願與國際同行開展合作
記者：我們知道，這是人類四十多年之後再次取得月球的樣本。請您介紹一下，此次嫦娥五號帶回來的月球樣品將用於哪些用途，對我國的科技發展具有哪些意義？吳豔華：中國是第三個從月球採樣回來的國家，此次任務中獲得的月球樣品將有三類用途：第一類，取樣最主要的目的是為了進行科學研究，我們會在實驗室進行長期的、系統的對月球樣品的研究工作，包括它的結構構造、物理特性、化學成份、同位素組成、礦物特點和地質演化方面，希望能夠深化我們對月球的起源、演化方面的認識；第二類，為了能早一點與公眾見面，我們有一部分樣品將入藏國家博物館，向公眾展示，進行科普教育；第三類，依據國際合作的公約和多邊雙邊的合作協議，我們將發布月球樣品和數據管理辦法，與有關國家和世界的科學家共享，也有一部分按照國際慣例，可能作為國禮相送，比如聯合國外空司曾向我們提出，我們也在研究商談當中。國家航天局經組織研究，除了將位於北京的中科院國家天文台作為主要存儲地點以外，還將在湖南韶山毛主席的故鄉進行異地災備，以告慰毛主席“可上九天攬月”的夙願。記者：在國際合作方面，中國將如何與國際社會合作共享此次的數據？吳豔華：中國航天局一直是按照“共商、共建、共享”的原則來開展相關國際合作的。因為這是人類44年以來再次獲得月球的樣品，近一段時期以來，國際同行也都非常關注，近期紛紛給中國國家航天局、中國政府、其他機構發來了賀電，都提出了需要共同開展研究的意願，我們也非常歡迎。中國國家航天局與40多個國家簽訂了140多份合作協議，並且深度參與了18個國際組織的相關工作。月球樣品是我們人類共同的財富，我們願意以平等互利、互惠互利的方式跟國際同行開展合作。但科學研究是有規律的，按照聯合國有關的條約、法規，按照我國的有關規定，為了做好月球樣品的管理工作和數據共享工作，中國國家航天局將專門印發月球樣品的管理辦法和後續管理政策。後續會跟我國有關科技部門，共同向國際同行發出徵集月球樣品分析的相關方案，同時也會組織國內外的相關科學家，對方案進行遴選，開展一些成果的共享，共同研究，包括一些數據開放相關的工作。
2020年12月3日23時10分，嫦娥五號上升器月面點火，3000牛發動機工作約6分鐘後，順利將攜帶月壤的上升器送入到預定環月軌道，成功實現中國首次地外天體起飛。圖為嫦娥五號上升器月面點火瞬間模擬圖（圖：國家航天局）
“十四五”規劃：3次行星探測
兩年完成空間站11次發射
記者：2021年是“十四五”的開局之年，“十四五”期間及未來一個時期，中國在探月工程和深空探測等方面還有哪些規劃與構想？吳豔華：“十四五”規劃和遠景目標的論證，我們也正在緊鑼密鼓進行當中。關於未來規劃的任務，歸納起來有六個方面。第一，在月球探測方面，目前基本規劃確定的任務是探月工程四期，總共包括四次任務。第一次任務是嫦娥四號月球背面著陸巡視探測。第二次任務是嫦娥六號，我們還將進一步優化論證工程目標和科學目標，比如，月球極區採樣返回的相關工作，正在進一步論證。規劃當中還有嫦娥七號和八號任務，國家航天局準備以此為契機，與有關國家和國際組織合作，共同論證初步建設月球科研站的基本能力，或者驗證核心技術。
第二，關於行星探測的規劃，目前已基本明晰，有待國家審批。第一個任務已經實施了，就是首次火星探測任務天問一號，於2020年7月23日在文昌成功發射，目前狀態非常好，累計飛行約3.7億公里，目前距離地球超過1億公里。如果按照預定的計劃，2021年2月中旬到達火星，開始繞火探測。2021年5月中旬，計劃著陸火星巡視探測。此外，我們還規劃了三次行星探測任務，包括一次小行星的探測和取樣，一次火星的採樣返回，還有一次木星系環繞探測和行星穿越探測。第三，在載人航天方面，按照“三步走”的規劃，2021年、2022年是三期工程建設非常繁忙的時間。計劃用兩年時間，完成空間站共計11次發射任務，包括核心艙、兩個試驗艙、四艘貨運飛船、四艘載人飛船。然後，要開展大量的在軌科學實驗。第四，在進入空間能力方面，充分利用長征五號、六號、七號新一代運載火箭技術，完善我國無毒無污染新型火箭序列，進行重新整合，保證我國新一代運載火箭能夠形成序列化，滿足各種軌道、各種重量飛行器的發射任務。針對重型運載火箭，國家航天局正在進行關鍵技術攻關和方案的迭代優化論證，待條件成熟，會報國家審批。第五，在各類應用衛星方面，首先北斗導航衛星已提供全球服務，今後要穩定運行好。其次遙感衛星，這幾年無論是國家任務，還是商業航天任務，遙感衛星正在蓬勃發展，用途各種各樣。還有通信衛星，包括地球靜止軌道和低軌通信衛星。以上三類衛星統稱為國家民用空間基礎設施，要廣泛地為國民經濟各領域提供強大的支撐保障能力。同時，作為國家戰略性新興產業的重要組成部分，國家民用空間基礎設施還將為大眾生產生活提供更為優質的產品和服務。2020年12月17日淩晨，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，採用半彈道跳躍方式再入返回，在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸（圖：新華社）
最後，在空間科學衛星方面，除了月球和行星探測、載人航天這些平台可以依託開展空間科學探測外，還有必要研製發射專用空間科學衛星，開展空間科學探測和研究。比如，我們跟意大利已經合作了中意電磁衛星，雙方已簽署協議，準備接著開展電磁02星研製，目的是探測地震是否產生地球電磁信號異常，爭取為地震預測預報作出貢獻。本文發表於《紫荊》雜誌2021年1月號
