進入21世紀以來人類總共進行了6次登月任務嘗試，只有中國成功，而且成功不止一次，是三戰三捷，分別是嫦娥三號、嫦娥四號、嫦娥五號，這三次登月任務每一次都刷新了人類紀錄。

嫦娥五號是中國首次月球采樣返回任務，成功獲取了1731克月壤樣本，此次任務也是人造探測器首次實現地外天體軌道的無人交會對接。

嫦娥四號則是代表人類首次成功登陸月球背面，它所攜帶的玉兔二號已經成為人類部署月面開展巡視探測時間最長的月球車，并且仍在不斷刷新這一紀錄。

嫦娥三號堪稱是勞模中的勞模，它是我國首個月球登陸探測任務，登月至今已經有將近十年時間，其仍有一臺科學載荷處于正常工作狀態。這臺載荷就是嫦娥三號著陸器配置的“月基光學望遠鏡”。

從嫦娥三號兩器互拍的圖像中我們可以清晰辨別月基光學望遠鏡的安裝位置：

月基光學望遠鏡由一塊平面反射鏡與一個望遠鏡系統組成，通過平面反射鏡的擺動實現對星空的大范圍觀測。

月基光學望遠鏡是人類架設在月球的天文望遠鏡，工作在近紫外波段，可充分利用月球沒有大氣干擾，以及月球自轉緩慢的優勢進行巡天觀測。目前國家天文臺每天可以通過這臺月基望遠鏡獲取5000多幅星圖，這臺載荷在歷經近十年的服役期后仍能達到甚至超出設計指標要求。

為什么嫦娥三號的月基光學望遠鏡能工作這么長時間？著陸地外天體的探測器，其正常作業離不開兩個要素，就是溫度與電力。

首先要滿足溫度指標，一方面科學探測載荷有自己設定的作業溫度，溫度太低會被凍壞，另一方面探測器的蓄電池也需要適宜的溫度，否則也會被凍壞。溫度達標，太陽能電池才能為蓄電池及探測載荷正常供電，有了電，設備才能運轉，探測數據才能通過天線回傳地球。

為了滿足溫度指標，嫦娥三號任務的著陸器與月球車均配置有同位素核熱源（RHU），可以為探測器提供一個相對的恒溫環境，這樣一來即便是月夜低溫也凍不壞。

為滿足嫦娥三號探測器的月夜生存需求，當年我們從俄羅斯進口了6枚钚-238 RHU（3枚12W、1枚8W、2枚4W），其中1枚8W RHU單獨為極紫外相機供熱，該相機安裝在著陸器艙外，這枚RHU同位素核熱源與相機鏡頭保護蓋實現了一體化設計，月晝期間打開保護蓋，同位素核熱源遠離相機，這樣可以保證相機在月晝期間工作在較低溫度，進入月夜前，關閉保護蓋，同位素核熱源直接為相機系統供熱保溫，設計非常精妙。

嫦娥四號探測器也配置了多枚同位素核熱源，所不同的是嫦娥四號著陸器首次配置了基于進口同位素核熱源自主研制的同位素電源（RTG），可以為月夜測溫裝置供電，使得我們可以獲取月夜期間精確的溫度數據。

放射性同位素在衰變時會發射高速帶電粒子，當它與物質相互作用時產生的動能被吸收或阻止時就會產生熱能，而钚-238的半衰期長達87.7年，因此即便嫦娥三號登月近十年還能工作。

同位素電源則是要在同位素核熱源基礎上加裝換能裝置，嫦娥四號的同位素電源是高安全高可靠，且無運動部件的溫差發電器。

事實上早在上世紀七十年代初期我們就已經成功研制钚-210同位素電源，并準備應用在第一顆人造地球衛星上，后來由于任務變動才轉為地面試驗。如果當年沿著這條自力更生的道路持續發展下去，相信現在也會有更大的成就。

當年的钚-210同位素電源的電功率是1.4W，半個世紀后嫦娥四號钚-238同位素電源的電功率約2W，也是有所進步。現如今隨著我國核電站裝機數量的不斷增加，也為后續持續發展钚-238同位素電源提供了物質條件。

嫦娥三號任務之于人類空間探測有兩大進步：

首先是結束了人造探測器盲降月球的歷史，在嫦娥三號之前的所有登月探測器都是沿著設計彈道一頭扎下去，不具備末段避障能力。阿波羅登月計劃之所以能夠保持高成功率，主要得益于宇航員的末段避障介入。

嫦娥三號著陸器基于機器視覺導航理念配置降落相機、微波測距測速敏感器、激光測距敏感器、激光三維成像敏感器一系列敏感器，具備障礙規避功能，尤其是在7500N變推力發動機幫助下可以在距離月面百米高度進行懸停，懸停過程中利用激光三維成像敏感器快速掃描著陸區域，進而選定安全著陸點。

后續的嫦娥四號、嫦娥五號之所以可以連續成功登月也得益于此項技術的應用。

嫦娥三號的另一大進步就是長壽命，著陸器與月球車均實現了超期服役，其中著陸器設計壽命是一年，截至目前著陸器仍具備月夜休眠月晝喚醒能力，還有載荷可以工作，實際壽命已是設計壽命的將近十倍。

如前文所述核熱源對于長期服役的重要性，但這只是必要條件之一，卻不是唯一的必要條件，比如單獨配置核熱源的著陸器極紫外相機目前就已經停機，長周期服役還考驗國產元器件的可靠性，以及熱控系統的整體設計水平。

也正是得益于嫦娥三號出色的壽命表現，接下來我們將在嫦娥七號這項高價值探測任務中實現更長時間的設計壽命。

嫦娥七號是由軌道器、著陸器、月球車、飛躍探測器、中繼衛星組成的多器聯合的月球探測器，其中軌道器設計壽命8年、著陸器設計壽命8年、月球車設計壽命8年、中繼衛星設計壽命更是長達十年。

設計壽命通常都是取一個保守值，實際壽命則通常遠大于設計壽命，因此嫦娥七號有更加出色的實際壽命表現也是可以預期的。

嫦娥七號在超長待機過程中也會經歷月夜，這表明該探測器的著陸器、月球車也有安裝同位素核熱源的需求，該探測器將于2026年發射，而目前各方仍沒有進口同位素核熱源的消息。

以嫦娥三號任務為例，該探測器是在發射前4年就完成了同位素核熱源的進口事宜。因此可以推測，在嫦娥七號任務中我們將大量應用完全國產化的同位素核熱源，乃至更大發電功率的同位素溫差核電源。