中国深空探索，万里长征第一步

文 | 北方朔风

新世纪以来，我国在深空探索上面得到了一些进步，在火星与月球探索上也得到了一些阶段性成果，而最近几年，国内一些全新的深空探索规划也逐渐出炉。同时在全球范围内，月球与火星探索也呈现了复苏的态势，美国规划了更多的深空项目，欧洲、俄罗斯、印度、日本也在规划着新的深空探索。毋庸置疑，深空探索确实是很有魅力的一件事情，因为它代表着人类的想象力，因此我们来借机谈一谈这方面的事情。

我国的深空探测，最为典型，也是成果最为丰硕的是“嫦娥工程”。从2004年立项以来，嫦娥工程制定了详细的计划，简单来说也就是“绕落回”。

2007年嫦娥一号发射，我国制造的卫星进入了月球轨道，并且第一次得到了月球全图，这个第一步从技术来说有很多意义，比如说验证了我国深空测控的能力，测控距离从同步轨道的三万多公里拓展到了三十八万公里，同时因为月球的反射，对卫星的热控辐射防护设计提出了更高的要求。

2010年发射的嫦娥二号验证了更多的科学设备，同时在后续的拓展过程之中，到达了地日拉格朗日l2点，后续又飞掠了距离地球七百万公里的小行星，验证了飞行控制与进一步的深空测控相关。

2013年发射的嫦娥三号，则是让人类的探测器在离开地球几十年之后返回了月面，同时检验了整套着陆巡视流程，这套流程在后续的各种探测器依然有着很多的应用。

而2018年发射的嫦娥四号，在利用了嫦娥三号的成熟技术之后，第一次在月球背面着陆，发射的鹊桥中继卫星验证了深空中继通信的情况，并且对月球背面环境有了更多的了解。

而为了验证嫦娥五号高速返回的环境，在2014年我国发射了嫦娥五号再入返回测试器，测了月球轨道返回高速的严苛情况；在长征五号系列经历了复杂的挑战之后，嫦娥五号在2020年发射，在二十多天的旅程之后，从月球带回了一批样品，同时上升对接流程，则是缩小验证了整套载人登月流程。

嫦娥工程是我国之前一个阶段最为核心的主线，各方面的成果都十分杰出，同时，为了配套嫦娥工程而建设的深空网络和航天器研发测试设备与团队，会在未来几十年之中，作用于我国进一步迈向深空。

而接下来，嫦娥工程会在“绕落回”的基础上进行拓展，也就是所谓的新三步走“探登驻”，也就是在之前的基础上，对月球进行更系统的探测，然后实现载人登月，从长期来说，实现月球驻留以及开发。

2024年，我国会发射鹊桥二号中继卫星，为同年嫦娥六号在月球极地的采样返回提供信号中继，嫦娥六号的采样会为接月球南极这个可能有巨大开采价值的区域提供更多数据；嫦娥七号则是由多个部分组成，包括着陆器，轨道器，巡视器，飞跃器（原先有中继卫星，不过最近的宣传里边没有这部分，猜测应该被鹊桥二号取代了），通过不同的设备，对月球极区进行更为系统的探测，为未来的探测开发提供依据。

而嫦娥八号则会在探测的同时，着重于月球资源的利用实验，比如说月球土壤岩石加工成建材，用月球的水冰合成氧气等等，原位资源利用，是未来深空开发的关键趋势，同时嫦娥八号将对于未来的月球站点相关技术进行验证。

在2030年之前，我国计划采用两发长征十号火箭发射载人登月任务，让中国人的脚步落在月球上；而在2030年代，计划在月球建设以我国为主导，多国共同参与的国际月球科研站，这一站点将会对未来月球开发起到积极的引领作用。同时鹊桥中继卫星也会升级，从单一中继卫星，升级到覆盖整个月球乃至更远的深空的通讯导航遥感一体星座。

而除了嫦娥工程之外，我国最为著名的深空探测项目就是天问工程，天问一号任务一次性实现了火星环绕着陆巡视，使得我国的火星探测成果上升到世界第二，实现了跨越性的发展。

不过天问工程其实并不只是火星探测任务的代号，而是我国行星探测工程的总体代号，比如说天问二号就是近地小行2016ho3的采样返回任务，这个任务继承了月球与火星任务的很多成熟技术。而天问三号的火星采样返回任务则是计划通过两次发射，完成火星采样返回。未来的木星探测—天王星飞掠任务，则大概率会以天问四号命名；后续规划的土星系探测，太阳系边际探测也大概率会以天问的编号命名。按照论文里边的规划，未来还会有关于金星与水星探测，主带小行星探测等任务，这些任务大概率也会以天问命名。同时，在更长的时间段，可能会规划载人登陆火星的任务。

不过除了天问和嫦娥之外，其实我国深空探测还有一些其他的规划，比较典型的就是空间科学先导专项。这个名字很多人可能一下子反应不过来，但是如果去说“悟空”号探测器，“墨子”号量子通信卫星，知道的人应该就多起来了。

这个专项已经进行了到了第二期，可能初看起来，里边的卫星和传统意义上的深空探测没什么关系，但是需要说明的是，深空探测并不只有发射一个探测器到天体附近进行探索，通过其他科学手段进行探索也是深空探索的一部分，以及出于各种原因，各种先进的空间望远镜，也更多计划部署在诸如拉格朗日点这样较为遥远的距离，都可以被看做是深空的一部分，无论是射电还是宜居行星探测，都把脚步定在了更远的深空中。同时，空间科学先导专项三期的项目正在评审之中，候选项目包括了金星探测和小行星探测任务。

此外还有一些其他的深空任务规划，比如说太阳探测卫星羲和的后续计划，就包括了地日l5点，太阳极区和抵进探测；而我国也规划有小行星撞击任务，用于小行星防御。

可以说，虽然笔者的笔者的概括有些草率，但是这些基本上覆盖了我国未来20年左右主要的深空任务。

这些规划听起来很是宏大，深空任务也确实是航天探索之中最吸引眼球的，但是实现这些任务也是极其困难的，首先是成本方面，深空任务的成本往往极其高昂，并且很容易超支，比如说最近一段时间，美国的月球采样返回任务msr就因为超支问题闹得沸沸扬扬。我国的深空任务成本控制做的还可以，但是在未来，面对更有挑战性，更加复杂的任务的时候，成本问题也是必须要面对的。

不管是什么任务，我们都不可能指望无限制的预算，而现阶段的旗舰级深空任务成本，已经快到了一艘核动力航母的级别，后续的科学工作者必然会设计出更富有挑战性的深空任务，但是成本如何权衡，实在是很复杂。这是nasa面对的问题，而我们未来也不可能回避这个问题。

然后是长期运营的问题，深空任务除了卫星制造与发射之外，很大的一部分成本在于后续运营，深空任务往往寿命较长，在完成了基本任务之后，往往还会有很多拓展任务。要知道旅行者一号二号至今还在运营，还有专门的团队负责这颗卫星，这都是要钱要人力的，同时这些老卫星上面使用的各种玩意，和现在的东西差别巨大，需要专门的知识才能好好处理。

同时测控网络也是问题，深空探测需要专门的测控网络，而这些测控网络十分昂贵且有限，今年nasa就抱怨过，自己深空探测网络已经满负荷了。我国为了嫦娥工程和天问工程已经建立了一套较为完善的深空探测网络，并且这套网络有支持更深空间探测的能力，但是想一想这些未来复杂的工程，很明显目前测控网络的规模是不足的。

随后是失败的问题，我国的深空探测任务至今为止是全胜，这当然和这些年各种技术水平进步有着密切的关系，但是更应该归功于我国航天人的艰苦努力，和脚踏实地的规划。

但是不可否认一个事实，就是因为航天的特点，做的再好也需要面对失败的问题，只有不做才能不错，面对开创性的任务，就一定有失败可能性。同时，因为深空探测绝大多数时候与宣传密切相关，深空任务的失败带来的宣传影响是很复杂的，美国在冷战阶段已经积累这方面丰富的经验，而俄罗斯这边已经放低了期待，我国未来的宣传如何面对这方面的问题，会是个很复杂的事情，长征五号遥二发射失败之后很长一段时间的舆论，笔者可是亲身经历过的的。

国际合作的问题也是值得思考的，因为深空探测的特点，所以国际合作是必须的。在我国主导的国际月球科研站项目上面，我国成功的吸引了一系列合作国家。

当然，如果按照某些人的说法，这些国家除了俄罗斯之外，其他的国家谈不上拥有着系统性的航天能力，有人还试图拿这个论证什么和世界逆行，这实在是违背了深空探索的基本规律，宇宙星空之中包含的知识与秘密，不应该独属于哪个国家和哪个种群，给这些目前能力不足的国家一个机会，是个足够长远的投资，很可能需要很长的时间才能看到回报，但是深空探索本身不正是这样的一个行为吗？类似的项目，能给发展中国家更多的机会，显然是大好事一件。

我国也不是没想着和欧美合作，和欧洲方面合作的空间科学项目不在少数，还有个论文里边写了个计划，计划和欧空局一起进行谷神星采样返回（不过这个计划落实可能性很低）但是涉及到了欧洲宇航员这样的实际项目，美国力量就出来干预了，到底是谁阻碍了科学的合作，不是很明显吗？

还有一个值得讨论的地方，很长时间以来，深空探索是完全以官方主导的，这倒是很好理解，毕竟虽然从超长期来看，深空探索是拓展人类生存边界的伟大行为，但是从中短期来说，确实是十分昂贵而看不到回报，官方承担这方面的工作是合理的。

不过近年以来，有很多的深空项目是以科学共同体为主导的，这一方面是因为，随着技术进步，一部分短平快的深空科学项目的成本降低，一方面是因为，空间科学的边界越来越大，需要百花齐放的方式进行探索。

比如说我们说到的空间科学先导专项，就是由中科院主导的，而同时，国内一部分大学也在策划一些空间科学任务。我国这方面起步较晚，只有少数大学有系统的空间科学学科，这是很遗憾的，不过在未来，随着技术的进步，更多的力量得以参与空间科学，我们有理由相信，未来会有更多的大学拥有空间科学的学科，这不应该是少数顶尖大学独享的东西。

至于商业力量在深空探测的参与，当然也是个趋势，比如说通过商业发射降低成本，通过商用级零部件降低制造成本，或者是作为某种宣传，赞助一些深空科学任务，这可比一般的广告有影响力多了，这样的参与都是好事情，有助于空间科学的发展，科学需要更多的参与者。至于涉及到未来的行星资源开发的深空投资，商业公司在这方面投资当然也是好事情，但是坦率的说，这可能是一项需要五十年甚至百年才能得到回报的工作，笔者认为有这样的眼光和定力的公司并不多，这条路上可能会倒下很多公司，但是这些倒下的公司，总归会让这片土地更加肥沃。

宇宙星空之中，藏着无数的秘密，也有无数的资源等待开发，但是这条路从来和容易没什么关系，只有勇气与智慧并重，才能在这条道路上记录下自己的名字，或许我们有生之年，并不能看到真正的星辰大海，不过即使是这万里长征的第一步，也应当铭记在人类历史之中。