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三、我国月球探测的发展战略与科学目标
（一） 开展月球探测是我国航天活动发展的必然选择
纵观世界航天发展态势，重返月球，开发月球资源，建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和热点。我国在发展人造地球卫星和载人航天之后，与时俱进，适时开展以月球探测为主的深空探测，是我国科学技术发展和航天活动的必然选择，也是我国航天事业持续发展，有所作为、有所创新的重大举措。
（1）月球探测将成为我国空间科学和技术发展的第三个里程碑。发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是航天活动的三部曲。我国在应用卫星方面已有30多年的成功经验，成果令人瞩目，随着载人航天取得重大的突破，目前唯有深空探测尚未开展。纵观世界航天活动的发展历程，深空探测是航天活动的第三个重要领域，世界主要航天国家和组织都在实施或计划开展以月球探测为主的深空探测，我国作为世界大国和主要航天国家开展月球探测是航天活动发展的必然选择，理应在月球探测领域占有一席之地，并有所作为。
（2）月球探测是一个国家综合国力和科学技术水平的重要体现,开展月球探测工作有利于进一步牢固确立我国的大国地位，扩大我国在全球的政治影响。
（3）月球探测能极大地增强民族凝聚力。从历史来看，我国航天发展史中两个重要的里程碑——第一颗人造地球卫星和第一颗载人实验飞船的成功发射，极大地鼓舞了全国各族人民和海内外华人，增强了中华民族的自豪感和凝聚力。开展月球探测必将实现中华民族的梦想，更大地增强民族凝聚力和自豪感，成为中华民族伟大复兴的一个重要标志性工程。
（4）月球探测可以成为我国新的科技生长点，有利于推动科教兴国方针的贯彻实施，促进高新技术的全面发展，推动基础科学的创新和发展。
（5）21世纪，人类将重返月球。深入研究发现,月球具有丰富的资源和可利用的巨大战略价值，世界各国对月球资源的争夺将越来越激烈。开展月球探测，将提高我国认识月球、开发利用月球资源的能力，对维护我国在月球上的权益具有重要的战略意义。
当前，正值国际上重返月球计划尚未全面开展之际，我们必须与时俱进，抓住机遇，尽快启动我国月球探测工程。我国的月球探测虽然起步晚，但可以在较高的起点上迎头赶上，确保我国在国际月球探测活动中占有一席之地。
（二） 我国月球探测工程的发展规划设想
我国开展月球探测工程应紧密结合我国国情和月球探测工程的特点；应服从和服务于科教兴国战略和可持续发展战略，以满足科学、技术、政治、经济和社会发展的综合需求为目的，把推进科学技术进步的需求放在首位，力求发挥更大的作用；要坚决贯彻“有所为有所不为”的方针，有限目标，突出重点，集中力量，在关键领域取得突破；我国月球探测工程虽然起步晚，要借鉴国外月球探测工程的经验和教训，优选探测目标，力求高起点进入国际主潮流，有一定的先进性和创新性，形成自己的特色，作出应有的贡献；充分利用我国在开展人造卫星工程、载人航天工程和空间科学研究等方面创造的条件和取得的成果，加强系统设计创新和必要的技术攻关，在求实创新的基础上，实施“又快、又好、又省”的发展策略，探索更加经济、更加高效的月球探测工程发展道路；采取短期目标与长远目标相结合，单一任务与综合性计划相结合，循序渐进与分阶段发展相结合，各阶段互相有机衔接的发展策略，以实现持续、协调的发展。
综合分析国际上月球探测已取得的成果,以及世界各国“重返月球”的战略目标和实施计划，考虑到我国科学技术水平、综合国力和国家整体发展战略，近期我国的月球探测应以不载人月球探测为宗旨，可分为三个发展阶段：
第一阶段：环月探测。研制和发射我国第一个月球探测器——月球探测卫星，对月球进行全球性、整体性与综合性探测。主要目标是：获取月球高精度三维立体图像；并对月球表面的环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。勘察月球13种有用元素的分布特点与规律；勘测月壤的特征与厚度并估算核聚变发电燃料氦-3的分布与资源量；探测地-月空间环境。
第二阶段：月面软着陆器探测与月球车月面巡视勘察。发射月球软着陆器，试验月球软着陆和月球车技术，就地勘测着陆区区域的地形地貌、地质构造、岩石成分与分布，就位探测月壤层和月壳的厚度与结构，记录小天体撞击和月震，开展月基极紫外、低频射电和光学天文观测，并为月球基地的选择提供基础数据。
第三阶段：月面自动采样返回。发射小型采样返回舱，进行就地勘测着陆区区域的地形地貌、地质构造、岩石成分与分布，就位探测月壤层和月壳的厚度与结构，记录小天体撞击和月震，探测月球内部结构；采集关键性月球样品返回地球，举行系统深入研究。
我国在基本完成不载人月球探测任务后，根据当时国际上月球探测发展情况和我国的国情国力，可进一步研究拟定我国载人月球探测战略目标和发展规划，择机实施载人登月探测以及与有关国家共建月球基地。
（三） 我国月球探测卫星——“ 嫦娥一号”的科学目标
我国的第一个月球探测卫星应在确保成功的基础上，优选探测目标，确保重点，探测内容既与国际接轨，又要具有特色，不完全重复其他空间国家已做过的工作，为月球研究和“重返月球”提供前所未有的新资料，奠定我国月球探测和深空探测的地位和特色。
1. 获取月球表面三维影像
获取月球表面三维影像，精细划分月球表面的基本构造和地貌单元；进行月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度等的研究，为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史研究提供基本数据；划分月球断裂和环形影像纲要图，勾画月球地质构造演化史；为月面软着陆区选址和月球基地的位置优选提供基础资料。
2. 分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点
勘探月球表面有开发利用价值的14种元素（钛、铁、钍、铀、钾、氧、硅、镁、铝、钙、钠、锰、铬、稀土元素）的含量与分布，其中有9种元素是我国首次进行探测, 获取14种有用元素的分布图。根据元素分布的特点和高光谱数据，确定克里普岩、斜长岩和玄武岩的类型与分布；发现各元素在月表的富集区，评估月球矿产资源（Fe、Ti等）的开发利用前景。
月球表面物质是研究月球形成和演化历史最为直接的对象，因此，月球表面元素丰度、岩石类型及其全球分布的探测和研究，是月球资源探测的主要途径和最重要的主题。通过对月岩及其分布的研究，为未来开发和利用月球的资源（如铁、钛和稀土元素）提供依据，为研究太阳系和地-月系的起源方式与演化过程提供直接和有效的科学证据。
3. 探测月壤特征与厚度
利用微波辐射技术，获取月球表面月壤的特征和厚度数据，这也是国际上第一次进行全月球的月壤厚度测量。获取月球表面月壤厚度的数据，从而得到月球表面年龄及其分布，估算月球表面氦-3的分布及资源量。
4. 探测地月空间环境
月球与地球的平均距离约为38万km，处于地球磁场空间的远磁尾，在向阳面可穿出地磁场磁层顶，感受行星际空间环境（如原始太阳风、太阳宇宙线及行星际磁场）。探测太阳宇宙线高能带电粒子和太阳风等离子体，研究太阳风和月球以及磁尾和月球的相互作用，对深入认识这些空间物理现象对地球空间以及对月球空间的影响有深远的科学及工程意义。通过月球卫星轨道参数的高精度测量和科学分析，研究月球质量分布的不均一性。
通过嫦娥一期工程实现的工程目标有：
（1）突破月球探测的关键技术。主要包括研究地—月飞行技术，验证航天器飞出地球并进入其他天体引力场的轨道设计与GNC系统技术；实施远距离测控和通信，为深空测控与通信打下技术基础；研究月球飞行的热环境条件，验证航天器的热设计，探索深空探测器的热控解决途径等：
（2）初步建立我国的月球探测工程大系统。包括运载火箭、卫星、发射场、地面测控系统和地面应用系统，根据月球探测的特点进行相应的整合与适应性修改，初步建立适应未来发展的工程大系统；
（3）验证各项关键技术，获取月球探测的宝贵工程实践经验，为未来探测积累技术基础；
（4）初步建立我国月球探测技术研制体系，培养相应的人才队伍，推动月球探测活动的进一步开展。
（四） 我国完全具备开展月球探测的能力
我国已经建立起了完整配套的航天工程体系，这些基础设施和研制条件为我国开展月球探测工程奠定了必要的物质基础。经过多年可行性论证，我国月球探测的总体战略和科学目标已经明确。东方红-3号（DFH-3）可以作为月球探测卫星平台，各分系统也基本采用其他卫星的成熟技术。长征-3甲（CZ-3A）运载火箭可以满足发射月球探测卫星的要求。我国现有的S频段航天测控网，在甚长基线干涉（VLBI）天文测量网的配合下，可以完成首期月球探测的测控任务。我国具备了月球探测数据的接收、处理和解译能力。
总之，我国开展的月球探测工程，科学目标明确、先进，有创新性，投资有限，是一项影响深远的国家战略工程。三年内完成首次月球探测，还需要攻克一系列技术难关，任务非常艰巨，必须确保成功。我们将竭尽全力，发扬两弹一星和载人航天精神，实现中华民族的历史夙愿。
作者简介 欧阳自远，1935年10月出生，江西上饶人。中国科学院院士，现任我国月球探测工程首席科学家。中国矿物岩石地球化学学会名誉理事长，中国空间科学学会副理事长。长期从事陨石学、月球科学、比较行星学、天体化学与资源环境地球化学研究，是我国天体化学领域的开创者。在国内外发表论文320余篇、专著6部、主编论著8部，培养硕士生、博士生和博士后50多名。
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