南都记者杨晓红实习生覃敏
9月底，中国航天迎来收获季节：国内首个空间实验室“天宫一号”即将升空；而圆满完成各项科学探测任务的“嫦娥二号”卫星，也将迎来一周年纪念日。
可以说，无论“天宫一号”，还是“嫦娥二号”，都代表着我国民用航天领域最尖端空间探索技术。作为未来太空站前导的“天宫一号”刚刚起步，而以“嫦娥”系列卫星为标志的中国探月工程，从正式立项开始算已经开展了7年多。即便此时，最远在距地球172万公里之外的“嫦娥二号”，也仍在浩渺太空执行着科学和工程任务。
通过嫦娥的“眼睛”，在数百万公里之外的太空为中国人首次掀开了神秘一角。
9月15日19时25分，北京密云，按照预定飞控计划，探月工程地面应用系统开始接收一组组神秘数据：它以每秒750K的速率，一共下传了3个多小时。
“下传的数据量一次达到7个G B，都是‘嫦娥二号’在飞往日地系L2点途中的科学探测数据”，中科院月球与深空探测总体部主任、“嫦娥二号”地面应用系统总指挥刘晓群与所有探月工程研究人员一样兴奋，因为这意味着已经圆满完成既定任务的“嫦娥二号”在新的太空挑战面前，又成功开始了另外的深空探测任务。
这也是截至目前我国空间探测器从最远太空发回的信息。此时，“嫦娥二号”平展太阳翼，正轻盈环行在平均距地球150万公里之外的日地系L2点轨道上。在它身后，中国人的奔月之旅，其实一直努力了近50年。
“嫦娥”飞天十年磨一剑
嫦娥奔月，自古以来寄托着中国人对月球的无限梦想。但直到上世纪70年代末，中国的科研工作者才切实触摸到了梦想一角。
1978年，美国总统特使布热津斯基访华，作为礼品，他送给时任中国国家主席华国锋一块1克重的月球岩石。
随后，这块小小月岩被辗转送到了中科院欧阳自远老师那里。它来自月球哪里？有什么成分？物质结构如何？为弄明白这块来自遥远地球之外的天体物质，欧阳老师当即组织了国内最强科研力量对之科研攻关。
科研人员将这块金子般珍贵的样品一分为二，半克放到北京天文馆对外展出，另外半克则被用来进行科学研究。“当时美国人什么也没说，外表看也就是一粒跟普通黄豆差不多大小的岩屑”，欧阳自远的学生、现中科院月球与深空探测总体部副主任邹永廖说，科研人员先是对其进行非破坏性研究，再进行破坏性研究，到上世纪80年代初，中国科学家已围绕这块月岩取得14项科研成果，完全准确地回答出了这块小小月岩所携带的身份谜码：“比如它是由阿波罗17号飞船采得的样品，其样品来源地以及类型等也都一一对应正确”。
1994年，美国向月球发射了“克莱门汀号”环月探测器，科学家意外发现月球南极的阴影区极可能有水冰。4年后，美国再次发射“月球勘探者号”环月探测器，不但证实了月球南极永久阴影区确实有水冰，而且北极永久阴影区也同样存在水冰。这些发现再次迅速掀起了全球第二轮月球探测热潮。
“这一轮的探月热主要集中于月球的资源利用方面”，相关专家称，当时已探明未来可作为一种清洁能源的氦3同位素，在地球上含量甚微，却在月壤中大量存在。经初步估算，月壤中的热核燃料氦3同位素储量可达100万-500万吨，足够整个地球用上1万年。因此，上世纪90年代初，在第二轮全球探月热中，对“需不需要、能不能”开展月球探测，我国科学家也初步完成了一份完整的科学论证报告。
“简单讲，我们对国外的空间探测活动做了35年的跟踪和分析，然后又进行了10年论证，直到2004年2月才正式立项开始中国的探月工程”，刘晓群对中国探月工程的由来曾非常简洁地归纳。而此时第二轮全球探月热，已不再以军备竞赛为特点，主要的科研目标已转向对月球能源、资源的利用，以及建设外太空实验室等。
2007年11月28日，耗资14亿元、总重量达到2.3吨的“嫦娥一号”卫星发射成功。在冲出大气层、穿越平均38万公里地月距离的漫长路途中，“嫦娥一号”奔行数十天，顺利抵达了距月球表面200公里的环月轨道，并如期受控一一打开了卫星上承载的各种科研探测仪器，对月球进行全面性探索研究。这是中国人发射的第一颗环月探测卫星，是中国人对地球的唯一行星进行的首次探问。
2008年12月4日，在回传912万个探测数据后，“嫦娥一号”按计划在月表丰富海区域受控撞月。
“嫦娥二号”绘出精度最高全月图
2010年10月1日18时，原先作为“嫦娥一号”备份星的“嫦娥二号”再次出征。
尽管卫星总重量与“嫦娥一号”相当，都是2.3吨，卫星上搭载的7台探测仪器也大体没变，但“嫦娥二号”身上携带的探测仪器却较上次更为精良。“它们分别是高分辨率的C C D相机、激光高度计、伽马射线谱仪、X射线谱仪、微波探测器、一个高能粒子 探 测 器 ，一 个 太 阳 风 离 子 探 测器”，9月25日，在北京一次大型科普讲座上，中科院空间与科学应用研究中心副主任王赤用图片，对公众介绍了“嫦娥二号”上的有效载荷。
事实上，这次“嫦娥二号”所承载的科学探测仪器，有的是重新研制，其总重量比“嫦娥一号”瘦身2.1了公斤，只有137.9公斤。
有了“嫦娥一号”积累的经验，“嫦娥二号”的奔月之旅更显得长袖善舞。在点火升空8个多小时后，“嫦娥二号”即用随身携带的一部监视相机，拍下了它的第一幅作品———地月转移途中的对地成像。去年10月2日8时49分，第一组卫星数据即已回传。
“‘嫦娥一号’卫星是绕地球飞行好几圈后，才脱离地球轨道飞往月球，‘嫦娥二号’是直飞月球，而且原先拟定中途会有3次轨道修正，以便准确进入绕月飞行，但事实上只在飞行中途进行了一次轨道修正”，刘晓群介绍，到去年10月9日，“嫦娥二号”完成了3次近月制动，远月点的高度从1825公里成功降至100公里，进入100×100公里圆形绕月轨道运行。
月球表面没有大气层，如此近距离地俯瞰月球，科学家是为了获得更加清晰完整的月面图，以及更详实地了解月面物质成分及其分布等。去年10月26日，“嫦娥二号”受控进入100×15公里的椭圆形轨道，开始对目标对象———月球北纬40度左右的虹湾区域进行高分辨成像。
两天后，“嫦娥二号”拍出了分辨率为1.3米的虹湾区清晰图像。“如果说‘嫦娥一号’的拍摄精度是可以看到一个足球场，那么‘嫦娥二号’在100公里轨道看到的就是一个篮球场，月面上的一个小房子都能看得清清楚楚，降到15公里轨道，看到的就将是一张台球桌了”，在探月工程地面应用系统副总设计师刘建军展示的一些虹湾区局部照片上，位于月球广袤无垠的月海与月陆交界地带的虹湾，原本一片苍凉沉静，而现在却可以更清晰地看到即使这片平原，上面也遍布着大大小小的撞击坑。科研人员计算，在这块大约9平方公里的虹湾区，撞击坑多达一万多个，最大的直径200米左右，最小的直径也有两米。
“看清这里的地面状况很重要，因为它是未来‘嫦娥三号’软着陆的备选区域之一，你看尽管整体地面比较平坦，但仍有大量坑坑洼洼，万一我们的着陆器不幸落在了坑里，而这个坑又不够大，那着陆器就变成了井底之蛙，会极大影响探测任务；此外，如果着陆器落在了石头上翻倒，不仅月球车出不来，其他探测任务一样无法完成”，刘晓群解释说，之所以未来落月计划备选虹湾区，除了其地形相对平坦、通信有保障等原因外，虹湾区适中的纬度可以使之获得一个适中的太阳高度角，从而保证探测器上的能源供应，这一点也相当重要。
对虹湾区局部高分辨成像，事实上在去年10月底和今年5月底的两次降轨中已经完成。在获取全月影像数据过程中，由于受月球倾角的影响，“嫦娥一号”卫星未能对月球南北极完整成像。在“嫦娥二号”拓展任务中，科研人员适时改变了卫星姿态，终于补全了月球南北极图像。到去年12月20日，继月球虹湾区局部图像公开发布之后，“嫦娥二号”卫星已完成分辨率约为7米的全月成像。
“这将是全世界迄今为止最清晰完整的全月图”，探月工程地面应用系统曾组织了遥感图像处理专家、相机研制专家以及工程技术人员等，将“嫦娥二号”所获取的月面图像与日本“月亮女神”号10米分辨率图像相比，数据质量相当或略优；将“嫦娥二号”在虹湾15-19公里轨道高度获取的1.5米分辨率图像，与美国LR O卫星的1.5米分辨率图像相比，质量相当。
继续飞向L2点进行深空探测
今年3月的一天，国家国防科技工业局会议室内，探月工程重大专项领导小组会议正在进行。这一次会议，将决定初步完成各项科学探测任务的“嫦娥二号”的归宿。
到今年4月1日，“嫦娥二号”就已经到达其设计为半年的寿命期。当时，科研人员对“嫦娥二号”的运行状态及可能面临的3种结果之间，进行了审慎对照。按常规，已完成服役的“嫦娥二号”要么重回地球轨道，要么像“嫦娥一号”受控撞月，为“嫦娥三号”软着陆积累经验，要么就飞向更深更远的太空，执行别的深空探测任务。“由于当时卫星运行状态良好，燃料也充足，于是与会专家决定其继续执行拓展任务，包括补拍月球南北两极图像、对虹湾区降轨成像以及未来飞向距地球150万公里外的日地系L 2点”，相关专家透露，正是这次会议，决定“嫦娥二号”的未来走向。
6月9日，在安全运转246天之后，“嫦娥二号”经两次加速，开始受控飞离月球，向位于茫茫日地空间的L 2点进发。
日地系L 2点，全称为第二拉格朗日点，是由法国科学家拉格朗日于1772年推算出来的。在日地空间，从理论推测，共有5个类似空间点，L 2就是永远位于地球背后、处在远磁尾位置的那个点。而这5个L点距地球的距离，都大约150万公里之外。
在天文界，这些拉格朗日点，又被形象形容为“星际间高速公路”，即只要飞行器进入这样一条行星际引力走廊，其就可以使用很少的动力，进行科学探测活动。
在飞向L 2更遥远的旅程中，6月14日至15日，“嫦娥二号”搭载的γ射线谱仪开机工作，共获取了该飞行段10小时25分钟的γ射线空间背景数据；7月6日至8月24日期间，太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器每天1：00-1：30、13：00-13：30准时开机，搜集宇宙空间环境数据。
8月25日，经过77天漫漫飞行，“嫦娥二号”终于抵达L2点环绕轨道，成为目前地球上继欧空局和美国之后第三个造访L2点的人造卫星。
“‘嫦娥二号’的深空探测行动，使我国突破了卫星飞行脱离月球的轨道设计与飞行控制技术，而且在国际上也是首次实现直接从月球飞往L 2；深空导航与通讯技术也从40万公里延伸到了170万公里之外；同时还顺利实现了我国航天活动一星多用”，探月工程副总指挥刘东奎曾向媒体总结“嫦娥二号”的惊喜表现。
据有关专家介绍，“嫦娥二号”在L 2点的探测，将持续到明年底，并将继续执行对日地空间的高能粒子和太阳风活动进行动态监测，以及监测太阳耀斑暴发等科研任务。
明年之后，“嫦娥二号”又将落脚何方？对此，9月底，刘晓群在一次科普活动中明确回应：“‘嫦娥二号’的最终归宿问题，还没有确定，因为要到一年之后再看它的自身状态以及星上可用燃料的多少来定，现在我们只能希望它表现得更出色，能够创造更多的太空奇迹”。
“嫦娥二号”奔月时间表
1 2010年10月1日：在西昌卫星发射中心发射成功，开始奔月。
2 10月2日：传回首幅地月成像照。
3 10月2日：搭载首台科学仪器开机。
4 10月2日：成功实施首次轨道中途修正，并于晚上取消第二次修正。
5 10月3日-4日：开始进行X频段测控试验。
6 10月4日：太阳风离子探测器和γ射线谱仪分别于19时25分和35分开机，至此，奔月途中需要提前打开的仪器全部顺利开机。
7 10月5日：传回第一批数据，容量在1.6G，取消第三次中途修正。
8 10月6日：第一次近月制动成功，顺利进入环月轨道。
9 10月6日：传回第二批数据，容量增至2.4G。
10 10月8日-9日：第二、三次近月制动成功。
11 10月28日：月球虹湾局部影像图获取成功。
12 2011年4月1日：半年设计寿命期满，继续服役。
13 4月24日至5月20日，完成对月球两极补充拍图，实现了高分辨率月图完整覆盖。
14 5月21日至23日：降轨至15公里，实现虹湾区域高清成像。
15 6月8日-9日：完成两次加速控制，飞离月球。
16 6月20日：实施轨道中途修正。
17 8月25日：进入日地拉格朗日L2点的环绕轨道。
18 9月15日：成功从172万公里外深空传回第一批科学探测数据，数据量7G。
