深空探测（Deep Space Exploration）
本文作者：天疆说
定义
深空探测是指脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间的探测活动。其中"深空"定义为脱离地球引力场以外的太阳系空间和宇宙空间。目前，人类航天活动的重点集中在三个领域：人造卫星、载人航天和深空探测，其中深空探测是 21 世纪航天活动的热点和未来发展方向。
三大层面
深空探测按照目标区域由近及远可分为三个层面，三者一脉相承、紧密联系：
| 层面 | 目标区域 | 典型任务 |
|---|---|---|
| 月球探测 | 地月空间 | 嫦娥系列、Artemis 计划 |
| 日地探测 | 日地空间拉格朗日点、太阳观测 | 夸父计划、SOHO、DSCOVR |
| 行星际探测 | 火星、金星、木星等行星及其卫星 | 天问系列、Mars Rover |
历史统计
截至统计数据，已完成的深空探测任务分布如下：
| 探测目标 | 任务次数 | 占比 |
|---|---|---|
| 月球探测 | 108 次 | 50.2% |
| 金星探测 | 40 次 | 18.6% |
| 火星探测 | 37 次 | 17.2% |
| 彗星和小行星 | 10 次 | 4.7% |
| 太阳探测 | 11 次 | 5.1% |
| 气体巨行星探测 | 6 次 | 2.8% |
| 水星探测 | 2 次 | 0.9% |
| 冥王星探测 | 1 次 | 0.5% |
月球探测占据绝对主导地位。火星探测在 1996 年以后形成了每两年一次有利发射窗口期间均有发射的规律。金星探测则集中在 1990 年以前，以苏联的 33 次发射为主。
中国深空探测历程
中国将深空探测纳入 2006 年《中国的航天》白皮书和 2007 年《空间科学发展规划》：
- 嫦娥一号（2007 年 10 月 24 日）：迈出中国深空探测第一步，实现月球环绕探测
- 嫦娥二号（2010 年 10 月 1 日）：拓展试验至日地拉格朗日 点和小行星飞越
- 夸父计划：日地观测卫星，国家"十一五"空间科学发展计划六大目标之一
- 天问一号（2020 年）：实现火星环绕、着陆和巡视探测
- 嫦娥五号（2020 年）：实现月球采样返回
与拉格朗日点的关系
在深空探测的发展背景下，三体平动点（拉格朗日点）的应用潜力日益凸显：
- 日地 点是太阳观测的理想位置，可实时监测太阳风和空间天气
- 日地 点是放置深空望远镜的理想位置（如 James Webb 空间望远镜）
- 地月 点附近的晕轨道可为月球背面探测提供通信中继
- 低能转移轨道利用拉格朗日点附近的不变流形实现节能的星际转移
相关概念
参考文献
- 李言俊, 张科, 吕梅柏, 张汉清. 利用拉格朗日点的深空探测技术[M]. 西北工业大学出版社.
- 中国的航天（白皮书）[R]. 2006.
- 国家空间科学发展规划[R]. 2007.
- 吴伟仁, 于登云. 深空探测发展与未来关键技术[J]. 深空探测学报, 2014.