中國探月計(jì)劃
中國探月工程首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)介紹“嫦娥一號”是我國發(fā)射的最遠(yuǎn)距離的衛(wèi)星,距地球的平均距離是38萬公里,而在這之前,我國發(fā)射的最遠(yuǎn)距離的衛(wèi)星離地面4萬公里。
一、階段
中國探月工程首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)介紹“嫦娥一號”是我國發(fā)射的最遠(yuǎn)距離的衛(wèi)星,距地球的平均距離是38萬公里,而在這之前,我國發(fā)射的最遠(yuǎn)距離的衛(wèi)星離地面4萬公里。
經(jīng)過10年的醞釀,最終確定我國整個(gè)探月工程分為“繞”、“落”、“回”3個(gè)階段。
1) 第一期繞月工程在2007年10月24日發(fā)射探月衛(wèi)星“嫦娥一號”,對月球表面環(huán)境、地貌、地形、地質(zhì)構(gòu)造與物理場進(jìn)行探測。
2) 第二期工程時(shí)間定為2007年至2010年,目標(biāo)是研制和發(fā)射航天器,以軟著陸的方式降落在月球上進(jìn)行探測。具體方案是用安全降落在月面上的巡視車、自動機(jī)器人探測著陸區(qū)巖石與礦物成分,測定著陸點(diǎn)的熱流和周圍環(huán)境,進(jìn)行高分辨率攝影和月巖的現(xiàn)場探測或采樣分析,為以后建立月球基地的選址提供月面的化學(xué)與物理參數(shù)。
3) 第三期工程時(shí)間定在2011至2020年,目標(biāo)是月面巡視勘察與采樣返回。其中前期主要是研制和發(fā)射新型軟著陸月球巡視車,對著陸區(qū)進(jìn)行巡視勘察。后期即2015年以后,研制和發(fā)射小型采樣返回艙、月表鉆巖機(jī)、月表采樣器、機(jī)器人操作臂等,采集關(guān)鍵性樣品返回地球,對著陸區(qū)進(jìn)行考察,為下一步載人登月探測、建立月球前哨站的選址提供數(shù)據(jù)資料。此段工程的結(jié)束將使我國航天技術(shù)邁上一個(gè)新的臺階。
二、目標(biāo)
繞月探測工程將完成以下四大科學(xué)目標(biāo)
①、獲取月球表面三維立體影像,精細(xì)劃分月球表面的基本構(gòu)造和地貌單元,進(jìn)行月球表面撞擊坑形態(tài)、大小、分布、密度等的研究,為類地行星表面年齡的劃分和早期演化歷史研究提供基本數(shù)據(jù),并為月面軟著陸區(qū)選址和月球基地位置優(yōu)選提供基礎(chǔ)資料等。
②、分析月球表面有用元素含量和物質(zhì)類型的分布特點(diǎn),主要是勘察月球表面有開發(fā)利用價(jià)值的鈦、鐵等14種元素的含量和分布,繪制各元素的全月球分布圖,月球巖石、礦物和地質(zhì)學(xué)專題圖等,發(fā)現(xiàn)各元素在月表的富集區(qū),評估月球礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用前景等。
③、探測月壤厚度,即利用微波輻射技術(shù),獲取月球表面月壤的厚度數(shù)據(jù),從而得到月球表面年齡及其分布,并在此基礎(chǔ)上,估算核聚變發(fā)電燃料氦-3的含量、資源分布及資源量等。
④、探測地球至月球的空間環(huán)境。月球與地球平均距離為38萬公里,處于地球磁場空間的遠(yuǎn)磁尾區(qū)域,衛(wèi)星在此區(qū)域可探測太陽宇宙線高能粒子和太陽風(fēng)等離子體,研究太陽風(fēng)和月球以及地球磁場磁尾與月球的相互作用。
世界其他國家的探月工程情況
(1)美國重返月球
1972年12月,美國的“阿波羅”17號飛船對月球進(jìn)行了最后一次考察,此后登月競賽的狂熱便驟然降溫。耗資巨大的“阿波羅”計(jì)劃完成后,月球探測陷入低迷狀態(tài)。直到1994年,美國宇航局(N[**]S[**])發(fā)射了“克萊門汀號”環(huán)月探測器,除了測繪月球地貌,還對月面元素的分布與含量進(jìn)行探測,并發(fā)現(xiàn)在月球南極可能存在水。1998年1月,美國又發(fā)射了“月球勘探者”,它同樣發(fā)現(xiàn)在月球兩極的盆地底部可能蘊(yùn)涵固態(tài)水。由于水的存在意味著人類在月球上生存的基本條件已經(jīng)具備,伴隨這一發(fā)現(xiàn)而來的是美國重返月球計(jì)劃。
2004年1月,美國總統(tǒng)布什發(fā)表講話,提議最早2015年,最晚不超過2020年讓美國宇航員重返月球,并開始在月球建立科研基地,為下一步將人送上火星甚至更遠(yuǎn)星球做準(zhǔn)備。布什不忘提及,月球上的資源豐富,其土壤含有各種元素,這可以被用于制造飛船燃料和維持人類的地外生存。
2006年12月,美國宇航局公布了“全球探索戰(zhàn)略”和“月球基地計(jì)劃”的初步構(gòu)想。將于2014年開始實(shí)施的“月球探索戰(zhàn)略”列舉了月球探索的各種理由,其中包括需要維持人類在月球的生存,該戰(zhàn)略同時(shí)要求促進(jìn)國際合作及為探索火星和其他星球做準(zhǔn)備。
在2007年3月發(fā)布的探索戰(zhàn)略框架計(jì)劃書中,美國宇航局指出,月球不僅是我們最近的“天然空間站”,還是人類探索火星以及更遠(yuǎn)宇宙的理想前哨。在月球表面的極端環(huán)境下,運(yùn)輸工具、維持生命所需的居住系統(tǒng)和高級機(jī)器人技術(shù)都能得到實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn),這將為日后人類登陸更遙遠(yuǎn)天體提供豐富的經(jīng)驗(yàn)。
2008年10月,美國宇航局將用同一枚運(yùn)載火箭同時(shí)發(fā)射兩顆月球探測衛(wèi)星———“月球勘察軌道飛行器”和“月球弧坑觀測與測向衛(wèi)星”。它們將前往月球的兩極尋找適合建造月球基地的位置。
完成初步觀測后,美國宇航局還將在2010年派遣類似火星漫步者的機(jī)器人,在初步選定的位置著陸,實(shí)地進(jìn)行勘測。通過勘測兩極,科學(xué)家需要確定月球上的氫元素儲備,是否可以從月球土壤中提取生命所需的氧,以及隕石坑里的水。2016年之前,還將有多個(gè)無人駕駛月球探測飛船連續(xù)升空,其目的都是為宇航員重返月球打基礎(chǔ)。
美國宇航局計(jì)劃,如果所有的前期準(zhǔn)備工作就緒,在2020年開始月球基地的建造工作。
首先派遣一支由4人組成的小隊(duì)登月,每次任務(wù)一周左右,直到維持生命所需的基本設(shè)施安裝齊全。整個(gè)初級建造階段持續(xù)4年,到2024年將建成一個(gè)具有基本功能的基地,讓科學(xué)家輪換駐扎在月球。每次的時(shí)間可長達(dá)6個(gè)月。到2027年,宇航員就能乘坐帶有氧氣艙的月球車離開基地,前往月球表面更遠(yuǎn)的地方探險(xiǎn)。
(2)俄羅斯要載人登月
1959年9月14日,前蘇聯(lián)的無人登月器“月球2號”成為第一個(gè)到達(dá)月球的人造物體。進(jìn)入21世紀(jì)后,俄羅斯重新開啟探月旅程,宣布在2025年前將宇航員送上月球。
(3)日本月亮女神
在繆斯[**]墜毀月球、“月球--—[**]”計(jì)劃胎死腹中后,2007年9月中旬,比原定計(jì)劃推延了5年的日本月亮女神探月器總算順利升空,飛向月球。
(4)印度有爭議中的探月計(jì)劃
在進(jìn)行了7年的規(guī)劃和準(zhǔn)備后,印度將在2008發(fā)射首個(gè)月球探測器,成為繼俄羅斯、美國、日本和中國后第5個(gè)進(jìn)行月球探索的國家。
(5)歐洲欲在月球建基因庫
歐洲希望在月球上建立一個(gè)“諾亞方舟”,將地球物種的基因存儲起來,當(dāng)?shù)厍蛟庥龊藨?zhàn)爭危機(jī)或小行星撞擊時(shí),人類的生命可以得到延續(xù)。
“月球城市”
中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)在新近出版的《院士展望二十一世紀(jì)》一書中撰文認(rèn)為,人類將于2005年在月球建立裝備加壓艙、發(fā)電設(shè)備、生活必需品和月球表面活動車等,使月球成為一個(gè)龐大、穩(wěn)固而功能齊全的“天然空間站”;2010年將建立設(shè)備齊全的永久性居住地,研究人員可在月球表面滯留幾星期,以開展生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)和天文觀測;2015年將在月球建立小型的永久居住的月球基地;2020年將在月球興建實(shí)驗(yàn)工廠、農(nóng)場等,使月球的“地球村”自給自足,逐步建立“月球城市”。
21世紀(jì),人類有可能在“月球城市”中建立全球性、并聯(lián)式的太陽能發(fā)電廠,并且通過傳輸為地球提供長期、穩(wěn)固的能源。同時(shí),人類還將從月球土壤和月球巖石中提取金屬、氧和其他氣體資源、甚至水,利用月球上的弱重力、高真空和超純凈的條件,研制和生產(chǎn)地球上極難獲得的新型材料等。
文章來源網(wǎng)絡(luò)