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。
媒體記者在參觀長征系列運載火箭。新京報記者 浦峰 攝
■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(dāng)數(shù)全球首次同時展出的月球正面、背面樣品，包含月壤巖屑、粉末。通過展廳里的顯微鏡，觀眾能更清晰地觀察月壤的質(zhì)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巖區(qū)樣品。目前，國家航天局已向國內(nèi)100多個研究團隊發(fā)放了科研樣品，取得了許多有價值的科研成果，比如發(fā)現(xiàn)了月球第六種新礦物“嫦娥石”等。
嫦娥五號從月球帶回的巖屑樣品。新京報記者 浦峰 攝
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、顆粒來源也更為復(fù)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(nèi)現(xiàn)存最大的月球隕石、灶神星隕石和中國境內(nèi)現(xiàn)存最大的火星隕石。
中國境內(nèi)現(xiàn)存最大的月球隕石。新京報記者 浦峰 攝
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(shù)架設(shè)地月“鵲橋”，到嫦娥五號攜月壤凱旋……撥開時間的脈絡(luò)，展覽以實物實證與歷史檔案相結(jié)合的方式，系統(tǒng)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(qū)，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(shù)據(jù)經(jīng)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?qū)υ卤砟繕?biāo)進行推掃式掃描，得到月表同一目標(biāo)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(shù)據(jù)，這樣傳回的數(shù)據(jù)既有月表照片，還有與照片上地形相關(guān)的高度信息。經(jīng)科學(xué)家整合、處理，制成了我國第一張全月圖，分辨率為120米。
展廳里，擺放著一面特殊的國旗，它的原料是玄武巖礦?？蒲腥藛T將玄武巖粉碎、融化后再拉成頭發(fā)絲直徑大概三分之一的細(xì)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?zé)撇豢杀苊?。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(wù)的經(jīng)驗，根據(jù)不同部位耐燒灼和隔熱的具體需求與指標(biāo)，制備了一件量身定制的“貼心防熱衣”，保障其安全順利返回地球。
媒體記者在參觀用玄武巖織成的特殊國旗。后面是返回器。新京報記者 浦峰 攝
此外，YF-77發(fā)動機也不容錯過。它是我國首臺自主研制的大推力氫氧火箭發(fā)動機，也是我國第一型地面點火起飛的氫氧火箭發(fā)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，后將我國首枚火星探測器“天問一號”準(zhǔn)確送入軌道，并保障嫦娥五號、六號探月任務(wù)的圓滿成功。
“氫氧發(fā)動機最大的特點是環(huán)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(xiàn)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。
媒體記者在參觀展覽。新京報記者 浦峰 攝
■現(xiàn)場
中國探月工程總設(shè)計師回顧“高光時刻”
展覽正式開放前，中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁驚喜現(xiàn)身，沿著時間的脈絡(luò)，回顧了探月之路的“高光時刻”。
預(yù)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，并命名為“嫦娥工程”。2007年，我國第一顆探月衛(wèi)星嫦娥一號發(fā)射，依據(jù)其傳回的月球地形地貌數(shù)據(jù)，我國第一幅全月球影像圖制作完成并發(fā)布?！斑@幅圖是拼接而成，在當(dāng)時來說，分辨率還是很高的?！眳莻ト收f。展廳里的月球影像圖上有繞月探測工程總指揮欒恩杰，總設(shè)計師孫家棟，副總設(shè)計師陳炳忠、姜景山、龍樂豪以及月球應(yīng)用科學(xué)首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)的簽名，足見這幅圖像的珍貴及科學(xué)家們當(dāng)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，對月成像分辨率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?！巴瓿扇蝿?wù)以后，它現(xiàn)在正繞著太陽轉(zhuǎn)，成為世界上第一顆繞著太陽轉(zhuǎn)的人造行星。我們預(yù)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(fā)射升空，實現(xiàn)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(xiàn)月面軟著陸和巡視勘察，技術(shù)上有很多困難，要實現(xiàn)一次成功面臨很大的挑戰(zhàn)，“要解決安全著陸的問題，其中一個技術(shù)難點是動力系統(tǒng)一定要非常先進。有些國家采用多臺發(fā)動機同時開關(guān)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(zhǔn)控制？為此，我們研制了我國第一臺7500N變推力發(fā)動機，只需要控制這一臺發(fā)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(dāng)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(xiàn)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(wǎng)輪，每隔一段有一個鋸齒形的結(jié)構(gòu)，叫棘爪，為什么要采用這兩種結(jié)構(gòu)？因為我們也不知道降落地點是什么地質(zhì)結(jié)構(gòu)，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(wěn)穩(wěn)地抓住月面，保證行駛安全。”
在實現(xiàn)月球正面著陸后，科學(xué)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(xiàn)了人類探測器首次月背軟著陸。
“地面和月球背面不能通信，看不到月球背面怎么辦？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(xiàn)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(dāng)“鵲橋”中繼星被放置在L2點時，可以隨著月球同步公轉(zhuǎn)，而不消耗能量。
根據(jù)月球樣品解碼月球“死亡”時間
之前的嫦娥系列探測器實現(xiàn)了中國探月工程規(guī)劃的“繞”和“落”，而嫦娥五號和嫦娥六號則真正實現(xiàn)了“回”，開啟了月球“挖寶”的新征程。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周期很長，要花幾十個小時，這幾十個小時信號不能中斷，于是我們研制了鵲橋二號，保證采樣期間信號的連續(xù)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(chǎn)生高過載量，可能會對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)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，于是，科學(xué)家們采取了‘打水漂’式著陸技術(shù)，即嫦娥六號返回器進入大氣層后，借助大氣層提供的升力躍出大氣層，然后重新落入大氣層，返回地面?！巴ㄟ^‘打水漂’技術(shù)，我國的控制技術(shù)提升到嶄新的水平?！眳莻ト收f。
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(rèn)為，月球早就已經(jīng)死亡，它不像地球一樣，內(nèi)部是有液體流動的，能產(chǎn)生磁場，對人類活動產(chǎn)生作用?！版隙鹞逄枎Щ氐臉悠凤@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，月球是在什么時候死亡的，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(wù)？人類何時可以再次實現(xiàn)登月？
據(jù)了解，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(biāo)是尋找水冰等物質(zhì)?！叭绻軌蛘业剿?，會是一個非常大的發(fā)現(xiàn)，所以嫦娥七號任務(wù)艱巨?！眳莻ト释嘎?，“嫦娥八號則是建立月面通信系統(tǒng)、能源系統(tǒng)，還有‘月面打磚’，為以后利用月壤建房子打基礎(chǔ)，實現(xiàn)“就地取材”。目前，已開展研制第一臺在月球‘打磚’的機器，可以利用高溫將月壤融化，通過3D打印技術(shù)打印成不同規(guī)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?！?/p>
“從長期來看，無人探測仍然是重點，因為成本低、風(fēng)險低，不需要人操作，不過，短時間的人員登月也是重要標(biāo)志，即‘短期有人參與、長期無人參與’?！眳莻ト收f。
■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 展圣潔
編輯 張磊 校對 李立軍
