我國載人航天工程經過30多年的不斷發展，已成功建成中國空間站，載人月球探測工程登月階段任務也已經啟動實施，計劃先期開展無人登月飛行，并在2030年前實現中國人首次登陸月球。

上個月，中國載人航天工程辦公室發布了《關于征集載人月球探測工程月面科學載荷方案的公告》。前往月球的科學載荷主要面向哪些領域？方案征集后將如何評審？載荷將受到哪些環境和條件約束？圍繞這些問題，8月15日，中國科學院空間應用工程與技術中心相關專家進行了解讀。本次方案征集截止日期延長至8月20日，期待全社會集思廣益提供更優方案。

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探索月球的目的是開發利用月球

“載人月球探測不僅是科學家、工程師的工程，也是全社會期待的大事。我們面向社會開展月面科學載荷的方案征集，正是期待公眾集思廣益，發現實現工程效益最大化的載荷。”載人月球探測工程科學研究與應用系統副總設計師、中國科學院空間應用中心研究員張鵬說，在前期的探月工程中，我國發射的月球探測器對月球形貌、地質、物質和環境開展了全面探測，已經取得了大量科研成果。

月球是距離地球最近的自然天體，具有獨特的地理優勢和位置資源。張鵬表示，目前人類對月球的探索已從表面探測轉入深部探測，而對月球地質與月球物理、空間生命科學、月面深部鉆探等領域的探測與研究，不僅能幫助我們利用月球資源，更重要的是能更好地認識我們身處的地球。

針對本次載荷的征集，中國科學院空間應用中心研究員、科學研究與應用系統主任設計師牟伶俐介紹，工程總體沒有對載荷方案做過多限制，但考慮到工程實施情況和月表實際環境，載荷設計要做到體積盡量小、質量盡量輕、功耗盡量低。

如果載荷實驗周期較長，則需要脫離著陸器，且具備能源供給、月夜保溫等能力。“我們最長可支持以年為單位的實驗需求，如果多個載荷有共性需求，工程總體會考慮統籌建設共用支持平臺。”張鵬說。

方案征集完成后，工程總體首先對載荷科學目標的必要性進行考量和初選，再進行深入論證，考慮載荷方案的合理性、可行性，并綜合考慮工程支持能力。載荷的設計方案可以根據各方需求不斷優化。

著陸區從百余個點位預選出50個

此前，我國探月工程發射的嫦娥系列探測器，已經陸續抵達了月球正面和月背的多個區域。本次征集的科學載荷，未來將在月球的哪個區域著陸？張鵬透露，目前著陸區的選址仍在迭代，前期，科研人員共提出了百余個著陸區，為了避免與已有著陸任務重復、地質構造類型相似等情況，目前保留了50個著陸區并形成載人月球探測選址庫。

“月球可研究的區域很多，但要到一個陌生的地方探索，常要經歷從穩妥到挑戰的過程。”張鵬說，科學載荷著陸區將優先考慮易到達、通訊條件好的區域，并逐漸向月背、極區等擴展。

只有地球大氣密度十萬分之一的高真空環境、相當于地球重力約六分之一的低重力、平均輻射強度達地球200至300倍的強輻射、遠低于地球的弱磁場環境……牟伶俐將月球環境特點總結為“一高一低、一強一弱”。此外，月面高達300余攝氏度的晝夜溫差、直徑小于20微米卻對航天器影響極大的月塵等不利條件，都會影響到科學載荷在月表的工作。“在方案設計時，要從載荷的全生命周期進行考量，技術上要具備可行性、工程上需要進行適配。”

目前，我國已經制定了載人月球探測科學目標體系，其中便包括了月球資源的原位獲取和利用。張鵬介紹，相關研究工作正在積極推進，計劃在首次登月階段，或在未來月球科考與開發階段開展相關技術驗證。

月球探測將走入“人機聯合時代”

此前，中國載人航天工程辦公室還公開征集了載人月球車的研制方案，在中國人首次登陸月球時，2名航天員將駕駛載人月球車開展科考活動。載人月球車將具備載人駕乘、月面移動、定位支持、安全輔助等功能，可為航天員提供移動、通信、探測輔助等保障。

當前人工智能和機器人的發展，正在不斷拓展人的能力邊界。但張鵬認為，人的精細化操作和現場決策能力，在短時間內是難以被替代的。后續，我國將在月面建立小型的科研站，月球探測領域將走入人機聯合探測的時代，人機合作、各展所長完成探測任務。

隨著我國空間站的建成，大量空間科學實（試）驗正在太空中陸續開展，并已相繼下行了4批空間科學實驗樣品。未來，在月球上開展的實（試）驗樣品也有機會重返地球。“樣品返回需要飛行器資源的支持，但飛行器資源畢竟稀缺，我們會結合樣品的需求和價值進行優先級排序。”張鵬說，期待在任務的推進中，實現工程科學價值和社會價值的最大化，提升民眾對航天的關注和認知，激發青少年探索太空的興趣。

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