2025 年 4 月 24 日，是第十個(gè)“中國(guó)航天日”，以“海上生明月，九天攬星河”為主題，彰顯了中國(guó)航天在探月與深空探測(cè)領(lǐng)域的雄心。
“明月”象征著我國(guó)已取得卓越成就的探月工程，以及正在實(shí)施的載人月球探測(cè)工程?？梢钥闯?，圍繞月球開展各種航天工程將是中國(guó)航天的一大戰(zhàn)略方向?！靶呛印眲t代表了對(duì)更遙遠(yuǎn)的太陽系天體進(jìn)行探測(cè)，以火星為主要目標(biāo)，輔之以其他太陽系行星和衛(wèi)星探測(cè)工程，同時(shí)對(duì)空間物理等前沿領(lǐng)域展開研究。
在《2021 中國(guó)的航天》白皮書中提到，我國(guó)將繼續(xù)實(shí)施行星探測(cè)工程，發(fā)射小行星探測(cè)器，完成近地小行星采樣和主帶彗星探測(cè)，完成火星采樣返回，木星系探測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，并對(duì)空間引力波展開研究等。
由嫦娥五號(hào)和嫦娥六號(hào)實(shí)現(xiàn)了從月面起飛返回的技術(shù)突破。圖片來源：CCTV
探月工程新篇章：
從“繞落回”到“勘”
中國(guó)探月工程自 2004 年啟動(dòng)以來已歷時(shí) 20 多年，當(dāng)時(shí)提出的三步走戰(zhàn)略“繞”、“落”、“回”已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)入 2025 年，工程邁入第四階段：“勘”。“勘”可分為兩個(gè)部分，第一部分是勘查肉眼可見的環(huán)境，包括月面環(huán)境、空間環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境等；第二部分是勘查肉眼看不見的，比如各種輻射等，當(dāng)航天員抵達(dá)月球表面，甚至是后期實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期駐月，輻射環(huán)境是不可忽視的。
在第四步“勘”的計(jì)劃中，2024 年發(fā)射的嫦娥六號(hào)，實(shí)現(xiàn)了人類首次從月球背面采集月壤樣本的重大突破，對(duì)月球背面的著陸區(qū)開展現(xiàn)場(chǎng)勘查和研究，這是從整個(gè)月球背面的視角上建立勘探能力。接下來，中國(guó)航天近期將實(shí)施嫦娥七號(hào)和嫦娥八號(hào)任務(wù)，集中資源對(duì)月球南極實(shí)施科考活動(dòng)。
月球礦物繪圖儀探測(cè)到的月球南極（左）和北極（右）表面冰的分布。圖片來源：NASA
嫦娥七號(hào)計(jì)劃于 2026 年發(fā)射，將重點(diǎn)勘查月球南極的月表環(huán)境、月壤的水冰和揮發(fā)物組分，獲得南極著陸區(qū)的遙感數(shù)據(jù)，為建立月球科研站奠定基礎(chǔ)。
嫦娥八號(hào)計(jì)劃于 2028 年前后發(fā)射，將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“勘”的目標(biāo)，對(duì)南極預(yù)選著陸區(qū)展開多物理場(chǎng)探測(cè)與研究、區(qū)域地質(zhì)剖面探測(cè)與研究等，還將設(shè)置了一個(gè)小型封閉陸生生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為今后航天員長(zhǎng)期駐月奠定基礎(chǔ)。
可以看出，探月工程在完成“繞”、“落”、“回”之后，目前正在實(shí)施的第四步“勘”聚焦在月球南極，逐步縮小對(duì)月球的勘查范圍，集中在載人登月可能著陸的區(qū)域，將為我國(guó)載人登月和未來月球科研站建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
載人登月倒計(jì)時(shí)：
2030 年前實(shí)現(xiàn)歷史性突破
據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室的消息，我國(guó)載人月球探測(cè)工程登月階段任務(wù)已于 2023 年正式啟動(dòng)，明確目標(biāo)是在 2030 年前實(shí)現(xiàn)中國(guó)人首次登陸月球。
任務(wù)將同時(shí)開展月球科學(xué)考察及相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)，突破掌握載人地月往返、月面短期駐留、人機(jī)聯(lián)合探測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也將完成“登、巡、采、研、回”等一系列工作。這意味著載人登月不僅僅是實(shí)現(xiàn)中國(guó)人登陸月球，還要在月面展開巡視探測(cè)，利用月球車載具擴(kuò)大探測(cè)范圍，并實(shí)施多項(xiàng)科考任務(wù)，最后安全返回。
載人月球探測(cè)任務(wù)登月服方案公布。圖片來源：CCTV
2025 年是載人登月工程承上啟下的關(guān)鍵之年，為實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)，多個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)正在緊鑼密鼓地研發(fā)中，包括新一代載人飛船、月面著陸器、長(zhǎng)征十號(hào)運(yùn)載火箭，新型登月服、載人月球車等。
以新一代載人飛船為例，截止 2025 年，已經(jīng)進(jìn)入初樣研制階段，取得了階段性的進(jìn)展。這款新型飛船基于我國(guó)已有長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)神舟系列載人飛船的豐富經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行了全面升級(jí)，既能用于載人登月，還可兼顧近地空間站的運(yùn)營(yíng)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了在地月系內(nèi)的多用途化。在執(zhí)行登月任務(wù)時(shí)可搭載 3 名航天員往返地球與環(huán)月軌道，執(zhí)行空間站任務(wù)時(shí)，則可搭載 7 名航天員，運(yùn)載能力顯著提升，比現(xiàn)有的神舟飛船有著更強(qiáng)的多用途性能。
新一代載人飛船設(shè)計(jì)方案。圖片來源：國(guó)家航天局
新型登月服和長(zhǎng)征十號(hào)運(yùn)載火箭，雖然都是為登月而研發(fā)，但我國(guó)在這方面本來就有雄厚的技術(shù)積累。
比較有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目就是月面著陸器，這是我國(guó)研制的地外天體載人下降和上升飛行器，之前未出現(xiàn)過。月面著陸器由登月艙和推進(jìn)艙構(gòu)成，可攜帶月球車和科學(xué)載荷。航天員登月之后，將以著陸器為生活工作中心，可以預(yù)見，月面著陸器不僅需要將航天員安全送到月球表面，還需要為航天員提供生活所需的基本保障。
在月面軟著陸方面，雖然我國(guó)早已通過嫦娥三號(hào)和四號(hào)掌握了相關(guān)軟著陸技術(shù)，并且通過嫦娥五號(hào)和六號(hào)掌握了月面起飛返回地球的技術(shù)。但是一旦涉及到載人登月，其難度就會(huì)極大提升，主要挑戰(zhàn)在于需要增加一整套生命保障系統(tǒng)，這將導(dǎo)致著陸質(zhì)量、上升質(zhì)量大幅度增加。目前這些關(guān)鍵技術(shù)正處于攻堅(jiān)階段。
月面著陸器方案。圖片來源：國(guó)家航天局
從技術(shù)發(fā)展角度看，載人和無人的原理是基本一致的。既然我們已掌握了月面軟著陸和月面起飛基本技術(shù)原理，那么在這個(gè)基礎(chǔ)上研發(fā)載人的月面著陸器，只是一個(gè)時(shí)間問題。目前各系統(tǒng)研發(fā)工作進(jìn)展順利，可以預(yù)見未來幾年將會(huì)有更多好消息傳來。載人登月任務(wù)將在文昌發(fā)射場(chǎng)實(shí)施，目前相關(guān)的配套設(shè)施也已啟動(dòng)建設(shè)。
關(guān)于載人登月的具體登陸點(diǎn)，將取決于嫦娥七號(hào)和八號(hào)的探測(cè)成果。這就意味著載人登月工程與探月工程形成了有機(jī)結(jié)合，探月成果將直接服務(wù)于載人登月任務(wù)。從這個(gè)角度看，嫦娥七號(hào)任務(wù)尤為關(guān)鍵，其著陸區(qū)已確定在月球南極附近，并搭載了月面巡視器，這代表著我們將對(duì)載人登月的預(yù)選著陸區(qū)進(jìn)行全面的勘查和研究，為選擇最佳登陸點(diǎn)提供科學(xué)依據(jù)。這里也可能成為中國(guó)未來的月面棲息地，有望建立長(zhǎng)期科考站。
文昌發(fā)射場(chǎng)。圖片來源：央廣網(wǎng)
深空探測(cè)：
天問系列開啟“攬星河”之旅
2025 年是中國(guó)行星探測(cè)工程的關(guān)鍵之年，天問二號(hào)和天問三號(hào)任務(wù)將開啟“九天攬星河”的新篇章。
第一，天問二號(hào)計(jì)劃在 2025 年發(fā)射，將對(duì)近地小行星 2016HO3 進(jìn)行探測(cè)，并且將采集其巖石樣本帶回地球，隨后繼續(xù)前往彗星 311P 開展伴飛探測(cè)，整個(gè)任務(wù)周期長(zhǎng)達(dá)十年。與日本的隼鳥系列探測(cè)器只對(duì)小行星進(jìn)行探測(cè)、歐洲的羅塞塔探測(cè)器僅實(shí)施著陸探測(cè)并未返回樣本相比，這項(xiàng)任務(wù)具有極高的科學(xué)價(jià)值和技術(shù)難度，不僅要完成對(duì)小行星和彗星的探測(cè)，還要從小行星上采集樣本，這代表我國(guó)航天技術(shù)在世界上已經(jīng)處于領(lǐng)先的地位。
天問二號(hào)對(duì)小行星 2016 HO3 進(jìn)行探測(cè)的設(shè)想。圖片來源：國(guó)家航天局探月與航天工程中心
對(duì)小行星進(jìn)行探測(cè)的主要目的是了解其基本組成和結(jié)構(gòu)，為后續(xù)實(shí)施小行星防御提供科學(xué)依據(jù)。雖然小行星撞擊地球的概率極低，但其潛在危害極大。目前，我們重點(diǎn)防范的是數(shù)米級(jí)的小行星，因?yàn)檫@類小行星的撞擊雖然并不會(huì)導(dǎo)致全球物種的毀滅，但會(huì)對(duì)被撞擊城市造成嚴(yán)重破壞和人員傷亡。
以 2013 年車?yán)镅刨e斯克小行星撞擊事件為例，這顆直徑約 15 米的小天體在進(jìn)入大氣層后，主要碎片墜落在切巴爾庫爾湖附近。盡管其撞擊能量在小行星家族中屬于較低水平，但釋放的能量仍導(dǎo)致該市大量窗戶玻璃被震碎，造成 1400 多人受傷，其中大部分被飛濺的玻璃碎片割傷。
與導(dǎo)致恐龍滅絕的數(shù)公里級(jí)小行星相比，數(shù)米級(jí)小行星的能量雖小，但出現(xiàn)頻率更高，對(duì)現(xiàn)代化城市構(gòu)的影響更為顯著——它們足以摧毀城市建筑的外立面玻璃，造成大規(guī)模人員傷亡。正因如此，這類小行星已成為天文學(xué)界的重點(diǎn)監(jiān)視對(duì)象。
車?yán)镅刨e斯克事件中，小行星碎片劃過天空的景象。圖片來源：ESA
天問二號(hào)的任務(wù)重點(diǎn)也在于此——通過研究小行星的起源、形成與演化，為構(gòu)建小行星防御體系提供關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。
目前，全球范圍內(nèi)最有效的小行星防御方法是通過軌道偏轉(zhuǎn)的方式消除撞擊風(fēng)險(xiǎn)，即對(duì)小行星施加一個(gè)偏轉(zhuǎn)力，使其在長(zhǎng)期運(yùn)行中逐漸偏離原有軌道，最終以安全的角度在大氣層中燒毀，或者與地球擦肩而過。另一種在科幻電影中常見的方案是核爆摧毀小行星，但這一方法在現(xiàn)實(shí)中并未得到廣泛支持。原因在于，即便小行星被炸碎，其殘骸仍可能沿原軌道飛向地球反而可能增加撞擊風(fēng)險(xiǎn)——更多碎片意味著更難以攔截，甚至可能適得其反。
登陸火星。圖片來源：國(guó)家航天局
第二，天問三號(hào)任務(wù)在已進(jìn)入國(guó)際合作階段。2025 年 3 月，國(guó)家航天局正式發(fā)布了火星取樣返回任務(wù)（天問三號(hào)）國(guó)際合作公告，向全球科學(xué)界開放合作申請(qǐng)。根據(jù)計(jì)劃，天問三號(hào)將于 2028 年前后發(fā)射，并在 2030 年前后攜帶火星巖石或者土壤樣品返回地球。這一壯舉與“九天攬星河”的浪漫意象相呼應(yīng)——從地球遙望，火星猶如璀璨星河中的一顆明星，而成功取回樣本，則如同人類親手摘星而歸。
火星采樣返回競(jìng)爭(zhēng)激烈，中國(guó)有望率先突破。目前，美歐聯(lián)合推進(jìn)的火星樣本返回任務(wù)計(jì)劃于 2028 年發(fā)射，但采用復(fù)雜的多階段方案：需先將樣本容器送至火星軌道，再通過后續(xù)任務(wù)返回地球，預(yù)計(jì) 2033 年才能完成。
相比之下，天問三號(hào)任務(wù)設(shè)計(jì)更為高效，若按計(jì)劃順利實(shí)施，中國(guó)有望在 2030 年前后率先實(shí)現(xiàn)火星樣本返回，成為人類歷史上首個(gè)完成這一壯舉的國(guó)家。
中國(guó)首顆空間引力波探測(cè)衛(wèi)星天琴一號(hào)的設(shè)計(jì)草圖。圖片來源：中山大學(xué)官網(wǎng)
我國(guó)首顆空間引力波探測(cè)衛(wèi)星天琴一號(hào)在山西太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。圖片來源：中山大學(xué)官網(wǎng)
第三，我國(guó)深空探測(cè)與空間科學(xué)邁向新高度。我國(guó)已全面啟動(dòng)木星系及天王星等天體探測(cè)任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，將行星探測(cè)范圍擴(kuò)展至太陽系更外側(cè)的軌道。與此同時(shí)，空間引力波探測(cè)計(jì)劃與愛因斯坦探針衛(wèi)星等重大科學(xué)項(xiàng)目相繼取得突破，標(biāo)志著我國(guó)航天技術(shù)已具備支撐國(guó)際前沿科學(xué)研究的能力。
多項(xiàng)空間科學(xué)成果取得重要進(jìn)展。2025 年 2 月，我國(guó)首顆大視場(chǎng)X射線天文衛(wèi)星“天關(guān)”星在小麥哲倫云內(nèi)發(fā)現(xiàn)罕見的 X 射線雙星系統(tǒng)，這一發(fā)現(xiàn)為研究銀河系演化提供了寶貴觀測(cè)數(shù)據(jù)。作為天琴計(jì)劃的延續(xù)，天琴二號(hào)任務(wù)在 2025 年持續(xù)推進(jìn)，重點(diǎn)開展星間激光干涉測(cè)量技術(shù)的在軌驗(yàn)證，該技術(shù)有望建立高精度、高時(shí)空分辨率的全球重力場(chǎng)模型，對(duì)我國(guó)地球物理研究等有重大意義。
從探月工程的“勘”階段深入月球南極，到載人登月鎖定 2030 年前的歷史性目標(biāo)；從天問系列開啟小行星與火星探測(cè)的“攬星河”之旅，到空間引力波等前沿科學(xué)的突破——中國(guó)航天正以堅(jiān)定的步伐邁向更深遠(yuǎn)的宇宙。
星空浩瀚無垠，探索永無止境。站在新的起點(diǎn)上，中國(guó)航天將繼續(xù)以“明月”為舟，以“星河”為路，書寫屬于全人類的宇宙新篇章。
策劃制作
出品丨科普中國(guó)
作者丨川陀太空 科普創(chuàng)作者
監(jiān)制丨中國(guó)科普博覽
責(zé)編丨一諾
審校丨徐來、林林
熱門跟貼