月球正面、背面樣品全球首次同時展出，總設計師透露「月球建房」

4月1日，由國家航天局探月與航天工程中心和中國國家博物館共同主辦的「九天攬月——中國探月工程20年」展覽在國家博物館對公眾展出。展覽全球首次對比展出月球正面、背面樣品，上百件珍貴實物與圖文史料首度集體亮相。

■探展

月球正面、背面樣品全球首次同時展出

此次展覽中，最令人矚目的當數全球首次同時展出的月球正面、背面樣品，包含月壤岩屑、粉末。通過展廳里的顯微鏡，觀眾能更清晰地觀察月壤的質地。嫦娥五號從月球帶回的1731克月球樣品，是人類首次獲得的月表年輕火山岩區樣品。目前，國家航天局已向國內100多個研究團隊發放了科研樣品，取得了許多有價值的科研成果，比如發現了月球第六種新礦物「嫦娥石」等。

嫦娥六號返回器帶回的1953.3克月球樣品，是人類首次獲得的月球背面樣品。相比嫦娥五號樣品，嫦娥六號的月背樣品顏色略淺、堆積密度更小、顆粒來源也更為複雜。

展覽的一開始，三位重磅級「天外來客」為觀眾開啟了這場神奇又浪漫的外星之旅，它們分別是中國境內現存最大的月球隕石、灶神星隕石和中國境內現存最大的火星隕石。

從嫦娥一號開啟中國深空探測篇章，到嫦娥三號攜「玉兔號」月球車首次在月面烙下中國印記，從突破月背中繼通信技術架設地月「鵲橋」，到嫦娥五號攜月壤凱旋……撥開時間的脈絡，展覽以實物實證與歷史檔案相結合的方式，系統展示自2004年立項以來，中國探月工程走出的一條不凡之路。

在嫦娥一號工程展陳區，陳列著簽名版中國首次月球探測工程全月球影像圖，它是由嫦娥一號傳回的數據經過整合處理形成的。嫦娥一號搭載的CCD立體相機是一種圖像傳感器，隨飛行方向對月表目標進行推掃式掃瞄，得到月表同一目標的3個不同角度的圖像。拍攝同時，嫦娥一號搭載的激光測距儀記錄了月面的高程數據，這樣傳回的數據既有月表照片，還有與照片上地形相關的高度信息。經科學家整合、處理，製成了我國第一張全月圖，解像度為120米。

展廳里，擺放著一面特殊的國旗，它的原料是玄武岩礦。科研人員將玄武岩粉碎、融化後再拉成頭髮絲直徑大概三分之一的細絲，把它紡成線，用這樣織成的特殊布料做成「石頭版」織物國旗，可耐低溫、抗高溫，抗輻射，確保國旗在月面永不褪色。

如果常常觀看載人航天工程的直播，一定對返回器不陌生。在展廳里，觀眾能近距離觀看到嫦娥六號的返回器和降落傘。在嫦娥六號軌道器和返回器組合體距離地球5000多公里的時候，返回器就會下「車」，開啟再入返回之旅。返回器雖然個頭小，但是再入大氣層的速度快，高溫燒灼不可避免。為保證返回器既防熱又抗燒蝕，嫦娥六號借鑒了嫦娥五號返回任務的經驗，根據不同部位耐燒灼和隔熱的具體需求與指標，製備了一件量身定製的「貼心防熱衣」，保障其安全順利返回地球。

此外，YF-77發動機也不容錯過。它是我國首台自主研製的大推力氫氧火箭發動機，也是我國第一型地麵點火起飛的氫氧火箭發動機，目前用作我國新一代長征五號、長征五號B運載火箭的芯一級主動力裝置。2016年11月，長征五號運載火箭首飛取得圓滿成功，後將我國首枚火星探測器「天問一號」準確送入軌道，並保障嫦娥五號、六號探月任務的圓滿成功。

「氫氧發動機最大的特點是環保，你可以看到它的下半部分表面有一條條螺紋，每一條螺紋都是一根管線，下面是出水口，這樣冷凝水就可以實現對火箭的快速降溫。」國家博物館策展工作部副主任、策展人趙東亞說。

■現場

中國探月工程總設計師回顧「高光時刻」

展覽正式開放前，中國探月工程總設計師吳偉仁驚喜現身，沿著時間的脈絡，回顧了探月之路的「高光時刻」。

預計嫦娥二號2028年左右能夠回到地球附近

2004年，中國正式開展月球探測工程，並命名為「嫦娥工程」。2007年，我國第一顆探月衛星嫦娥一號發射，依據其傳回的月球地形地貌數據，我國第一幅全月球影像圖製作完成並發佈。「這幅圖是拚接而成，在當時來說，解像度還是很高的。」吳偉仁說。展廳里的月球影像圖上有繞月探測工程總指揮欒恩傑，總設計師孫家棟，副總設計師陳炳忠、薑景山、龍樂豪以及月球應用科學首席科學家歐陽自遠的簽名，足見這幅圖像的珍貴及科學家們當時的喜悅。

吳偉仁介紹，作為嫦娥一號的備份星，嫦娥二號測量的精度更高，對月成像解像度比嫦娥一號提高了很多，還成功飛越探測了「圖塔蒂斯」小行星等。「完成任務以後，它現在正繞著太陽轉，成為世界上第一顆繞著太陽轉的人造行星。我們預計，2028年左右它能夠回到地球附近，希望那時候能和它見面，探測到它的信號。」

利用拉格朗日L2點巧妙解決地月通信問題

2013年，長征三號乙加強型火箭成功將嫦娥三號探測器發射升空，實現中國首次對地外天體的直接探測。吳偉仁表示，嫦娥三號是我國首次實現月面軟著陸和巡視勘察，技術上有很多困難，要實現一次成功面臨很大的挑戰，「要解決安全著陸的問題，其中一個技術難點是動力系統一定要非常先進。有些國家採用多台發動機同時開關機來控制推力，誤差較大。在降落到月球表面過程中，月球引力不斷變化，嫦娥三號的推進劑也在不斷變化，多種變量疊加在一起，如何精準控制？為此，我們研製了我國第一台7500N變推力發動機，只需要控制這一台發動機，就破解了嫦娥三號著陸減速的難題。」

著陸的問題解決了，下一步，開展月球勘測，月球車登場了。當首輛月球車「玉兔號」脫離嫦娥三號的懷抱，便留下了第一道「中國足跡」。展覽現場，吳偉仁指著「玉兔號」月球車的模型解釋道：「玉兔車的輪子是篩網輪，每隔一段有一個鋸齒形的結構，叫棘爪，為什麼要採用這兩種結構？因為我們也不知道降落地點是什麼地質結構，可能像地球上的沙漠一樣，不論軟還是硬，要能夠保證車子開得動，同時穩穩地抓住月面，保證行駛安全。」

在實現月球正面著陸後，科學家們又把目光投向了更為神秘的「月背」。2019年1月3日，嫦娥四號探測器成功在月球背面著陸，實現了人類探測器首次月背軟著陸。

「地面和月球背面不能通信，看不到月球背面怎麼辦？我們最終確定將拉格朗日L2點作為‘鵲橋’中繼星使命軌道，實現了嫦娥四號與地球之間的通信。」吳偉仁說，拉格朗日點其實是引力的平衡點，當「鵲橋」中繼星被放置在L2點時，可以隨著月球同步公轉，而不消耗能量。

根據月球樣品解碼月球「死亡」時間

之前的嫦娥系列探測器實現了中國探月工程規劃的「繞」和「落」，而嫦娥五號和嫦娥六號則真正實現了「回」，開啟了月球「挖寶」的新徵程。不同的是，嫦娥五號是在月球正面進行采樣返回，嫦娥六號是在月球背面進行采樣返回。

「嫦娥六號背面采樣的最大難度是週期很長，要花幾十個小時，這幾十個小時信號不能中斷，於是我們研製了鵲橋二號，保證采樣期間信號的連續性。」吳偉仁說。

返回也是一個問題，吳偉仁介紹，嫦娥五號和嫦娥六號都是以宇宙第二速度返回地球，產生高過載量，可能會對結構系統造成損壞，甚至在空中解體。另一方面，2000多攝氏度的高溫問題也需要解決，於是，科學家們採取了‘打水漂’式著陸技術，即嫦娥六號返回器進入大氣層後，借助大氣層提供的升力躍出大氣層，然後重新落入大氣層，返回地面。「通過‘打水漂’技術，我國的控制技術提升到嶄新的水平。」吳偉仁說。

展廳里，安靜擺放著嫦娥五號和嫦娥六號取回的月球樣品。吳偉仁介紹，一般人們認為，月球早就已經死亡，它不像地球一樣，內部是有液體流動的，能產生磁場，對人類活動產生作用。「嫦娥五號帶回的樣品顯示，20億年前，月球壽命還存在。通過對月球樣品的分析，我們能夠知道，月球是在什麼時候死亡的，對研究生命的起源、宇宙的起源、人類的起源有重要意義。」

嫦娥七號南極尋水冰，嫦娥八號探究「月球上蓋房子」

未來，中國探月工程還會有哪些任務？人類何時可以再次實現登月？

據瞭解，嫦娥七號將在月球南極開展一次綜合探測，其中一個重點目標是尋找水冰等物質。「如果能夠找到水，會是一個非常大的發現，所以嫦娥七號任務艱巨。」吳偉仁透露，「嫦娥八號則是建立月面通信系統、能源系統，還有‘月面打磚’，為以後利用月壤建房子打基礎，實現「就地取材」。目前，已開展研製第一台在月球‘打磚’的機器，可以利用高溫將月壤融化，通過3D打印技術打印成不同規格的磚。未來10年、20年都要以月球科研站為抓手，把探月工程更多地向前推進。」

「從長期來看，無人探測仍然是重點，因為成本低、風險低，不需要人操作，不過，短時間的人員登月也是重要標誌，即‘短期有人參與、長期無人參與’。」吳偉仁說。

■展覽信息

地點：中國國家博物館南6、南7展廳

展期：4月1日對公眾開放，作為探月工程20年系列活動的首站，展覽為期2個月。

新京報記者 展聖潔

編輯 張磊 校對 李立軍