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新一輪“探月熱”正在興起:探月目的不盡相同

10/26/2007/08:07
華夏經緯網

    北京時間十月二十四日十八時零五分,中國在西昌衛星發射中心用“長征三號甲”運載火箭將“嫦娥一號”衛星成功送入太空。“嫦娥一號”是中國自主研製的第一顆月球探測衛星,它的發射成功,標誌著中國實施繞月探測工程邁出重要一步。火箭點火升空24分鐘後,北京航太飛行控制中心傳來的數據表明,星箭成功分離,“嫦娥一號”衛星進入近地點205公里,遠地點50930公里的地球同步轉移軌道。 中新社發 孫自法 攝

  編者按:

  10月24日,中國自行研製的“嫦娥一號”衛星順利升空,這標誌著我國邁出了對月探測的第一步。與此同時,隨著科學技術的進步和對太空探索的強烈渴望,在21世紀的今天,眾多國家和組織都在加緊制訂和實施相應的探月計劃,全球範圍內掀起了新一輪探月熱潮。

  10月24日,中國“嫦娥一號”繞月探測衛星順利升空,拉開了中國對月球進行探測的序幕。在不久前的9月14日,日本也成功發射了探月衛星“月亮女神”號。與此同時,印度、德國、美國和俄羅斯等國的探月器,也都計劃于近幾年發射。新的一輪“探月熱”正在興起。

  人類開始真正了解月球,始於1609年,義大利科學家伽利略用望遠鏡看到了月球的高山、環形山和平原。但直到20世紀上半葉,火箭技術突飛猛進,人類才開始了近距離的探索月球之旅。1959年1月,蘇聯發射了探測器“月球1號”;1969年7月20日,美國的“阿波羅11”號登月艙降落在月球表面;隨後從1969年11月至1972年12月,美國宇航員又5次登月。

  從20世紀50年代末到70年代初,蘇聯共向月球發射了32枚探測器,美國也向月球發射了21個探測裝置。但因耗資巨大,從1976年至上世紀80年代,月球探測曾一度處於低潮。最近10多年,月球的地位才被人類重新認識:月球上有大量可控核聚變的重要原料氦—3,可以滿足幾百年甚至近千年世界能源的需要;月球可為地球的科研提供超大尺度、超真空等極端環境;更重要的是,人類如果要到達火星或更遠距離的太空,月球將是最好的中轉基地。為此,不少國家都確定了各自的月球計劃。

  各國探月計劃全面提速

  2003年9月27日歐洲航太局成功發射了其第一個月球探測器——“智慧1號”,這也是21世紀人類發射的第一個月球探測器。它于2004年11月15日順利進入繞月軌道,主要任務有兩項:一是試驗太陽電推力技術;二是對月球進行研究和繪圖。“智慧1號”是世界第一個聯合使用太陽能電推進系統和月球引力的空間探測器。該探測器裝載了多光譜微型照相機、高解析度的紅外光譜儀和小型X射線光譜儀等遙感器,探測期間取得了大量成果,包括在月球北極發現了一個可以建立人類定居點的地方。2006年9月3日,處於壽命末期的“智慧1號”成功完成了它的最後一項使命——撞擊月球表面預定位置。這轟動全球的一撞,在月球表面激起了大量的塵埃,觀測這些塵埃有助於科學家對月球表面的化學成分、月球的起源和演化等進行深入研究。

  今年,歐洲航太局公佈了一項新的探月計劃,即向月球發射機械鑽探器,尋找源自地球早期的隕石。科學家認為,月球上的地質活動並不活躍,因此在其外殼表面下可能蘊藏著大量來自地球的隕石,時間可能追溯到38億年前地球生命起源的時候。此外,歐洲航太局計劃在2020年實現載人登月,同時完成月球基地建設。

  中國發射的“嫦娥一號”繞月探測衛星有五大工程目標:研製和發射我國第一顆探月衛星;初步掌握繞月探測基本技術;首次開展月球科學探測;初步構建月球探測航太工程系統;為月球探測後續工程積累經驗。此外,還有四大科學目標:獲取月球表面三維立體影像;分析月球表面有用元素含量和物質類型的分佈特點;探測月壤特性,估算月壤中氦—3的分佈和資源量;探測地月空間環境。此後,中國還計劃在2012年前後發射1個月球軟著陸探測器,並攜帶月球車進行就位探測和月球車自動巡視勘測;在2017年前後發射1個月球採樣返回器,軟著陸在月球表面特定區域,並進行分析採樣,然後將月球樣品帶回地球,在地面上對樣品進行詳細研究。

  在世界各航太強國推出自己的探月計劃時,保守的英國人也坐不住了,打算在未來探月競賽中奪得一席之地。英國將於2010年發射首枚月球探測器“月光”,其主要任務是從月球軌道器上首次向月球發射4個13.5千克的飛鏢式探測器。這些探測器將深入月球地表以下2米處,用探測器中的儀器聆聽“月震”和測量月球溫度變化,分析月球的表面構成和地理活動,考察月球表面2米深範圍內的地質活動和地表構成。如果“月光”計劃成功,接著就實施“月耙”計劃,即發射1個月球著陸器,仔細分析月球的塵土和岩石,並尋找水和有機物的痕跡,目的是尋找適合人類居住的地方。有猜測認為,月球上的大型深坑可能蘊含著有機分子,在月球兩極附近探測到的氫元素可能是水,研究人員希望能夠借助“月光”探測器找到答案。如果英國的“月光”探測器順利完成任務,則將是世界首批飛鏢式探測器;假若其“月耙”計劃獲得成功,也將是歐洲的探測器首次在月球表面實現軟著陸,並進行有史以來最為細緻的月球表面數據研究。

  此外,日本、德國、印度、美國和俄羅斯等國也都在加緊實施本國的探月計劃,力求在這一輪探月熱潮中不落人後。

  月球探測呈現新特點

  綜觀世界月球探測的發展不難看出,進入21世紀以來,隨著科學技術和經濟實力的飛速發展,以及對資源尤其是能源需求的日益加劇,全球再次掀起了探月高潮,並呈現出許多與以往不同的新特點:

  一、探測月球的目的由冷戰時期主要滿足政治和科學需要,改變為把科學探索和經濟利益相結合,以探測月球資源為主,為未來月球資源開發、利用夯實基礎;

  二、探測月球的規模更宏大,將陸續發射採用最新技術成果的多种先進月球探測器,研究月球礦產資源的分佈與利用,進行月球特殊空間環境資源的開發;

  三、20世紀只有少數國家能夠對月球進行探測的壟斷局面已逐漸被打破,美國、俄羅斯、中國、日本、印度和歐洲等國家或組織都紛紛制訂自己的月球探測計劃,並已開始著手實施。長遠來看,將有越來越多的國家參與其中,國際合作的方式將逐步成為主流。

  探月目的不盡相同

  各國探月方案各具特色、各有韆鞦,不僅技術手段千姿百態,而且探月目的也不盡相同:有的是計劃發射繞月探測器,對月球進一步深入了解,有的則準備把先進的無人月球車送到月球表面,進行較大範圍的實地考察;有的採用獨立自主的方式,通過探月來帶動多項技術的發展,有的則採用國際合作的方式,以便儘早獲得探月成果;有的採用循序漸進的方式,逐步深入下去,有的則採用跨越前進的方式,目標直指建立月球基地;有的國家想利用月球沒有大氣層等許多獨特的優勢開展各種科學研究,有的國家則瞄準了月球上的豐富資源準備開展大規模開發;有的國家借探月熱潮大力引導商機,有的國家則是為載人登陸火星做準備。

  探測方式日漸增多

  隨著月球探測技術水準的不斷提高,探測月球的方式也越來越多,從而使月球探測的廣度和深度不斷擴大。現在和可以預見的將來主要有以下幾種方式:

  從月球近旁飛過或在其表面硬著陸,利用這個過程的短暫時間探測月球周圍環境和拍攝地外星球照片。

  以月球衛星的方式取得資訊,這樣能有較長的探測時間並獲取較全面的資料。

  探測器在月球表面軟著陸,以固定或漫遊車的方式進行實地考察、拍攝探測和取樣分析等。

  用載人或不載人探測器在月面軟著陸後取得樣品返回地球,進行實驗室分析。

  進行撞擊式探測,它與早期的硬著陸不同,是一種新興起的探測方式,主要是探測月球的內部結構和組成,發揮探測器的餘熱。用撞擊方式來探測月球內部正成為一種發展趨勢。

  發射穿透飛鏢式探測器。日本原定發射月球A探測器,即在進入月球軌道後向月面投放2—3個用於研究月震及其他亞地表現象的穿透器,但由於如何使穿透器承受住扎入月球表面時的劇烈衝擊的問題遲遲不能解決,最終使該項目中途夭折。英國2010年發射的“月光”探測器則有望成為世界首批飛鏢式探測器。

  在月球建立永久性載人基地,以開發和利用月球的資源、能源和特殊環境,併為載人火星航行開道鋪路。在月球上建設規模龐大的基地,是一項前所未有的創新工程,需要花費巨大的人力、物力和財力,所以在建設之前要做大量的準備工作,例如發射月球探測器對月球進行全面探測,以選擇好月球基地的地址;要研製充當開路先鋒的月球機器人等,為人類重返月球,建立月球基地及最終的載人火星航行開道鋪路。

  各國探月計劃的最終目標都是在月球建立永久性載人基地,開發和利用月球的資源、能源和特殊環境,為人類社會可持續性發展服務,為載人探測火星做準備。因此,人類對月球探測的總步驟為探月、登月和駐月三大步,即“探、登、駐”。目前,美國已經完成了前兩個階段,將以第三階段為主,即研究併發射無人或有人照料的駐月裝置,或建造可供人居住、生活、工作、實驗的條件,進行駐月的科學活動。擁有雄厚航太技術基礎的俄羅斯則正在準備邁向第二階段。其他國家還都處在第一階段,以“探”為主攻方向,並按照繞月、落月、返回三個步驟分步實施,逐步積累知識和經驗,但最終目標都是在月球建立永久性載人基地,開發和利用月球的資源、能源和特殊環境,為載人探測火星做準備。

  (作者龐之浩為中國空間技術研究院研究員)

來源:人民日報

轉自中新網

  
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