![]() |
嫦娥五號(hào)返回器原件在國(guó)家博物館向公眾展出 |
如果我們?cè)谠虑蚰蠘O建設(shè)一個(gè)科研站,可以長(zhǎng)時(shí)間對(duì)地球進(jìn)行大動(dòng)態(tài)、全方位、穩(wěn)定的觀察,也可以在月球上開(kāi)采礦物。此外還可以借助月球做跳板,前往更遠(yuǎn)的深空。
吳偉仁?全國(guó)政協(xié)常委、中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師
今年除夕,來(lái)自中國(guó)航天科技集團(tuán)五院的4位航天總師登上了春晚舞臺(tái)。在特別節(jié)目《向祖國(guó)報(bào)告》中,全國(guó)政協(xié)委員、嫦娥五號(hào)探測(cè)器系統(tǒng)總指揮兼總設(shè)計(jì)師楊孟飛鄭重地說(shuō):“未來(lái)中國(guó)人必將探索更遠(yuǎn)的太空!”
探索太空,是航天人不斷追逐的夢(mèng)想。在剛剛過(guò)去的“十三五”,中國(guó)在太空探索領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。面向“十四五”,中國(guó)人探索太空的腳步,將邁向何方?
探月下一步是建立月球基地
2019年1月3日,嫦娥四號(hào)探測(cè)器在月背著陸,隨后其攜帶的“玉兔二號(hào)”月球車開(kāi)始工作。此次任務(wù)實(shí)現(xiàn)了人類探測(cè)器首次在月背軟著陸和巡視探測(cè)。
嫦娥四號(hào)任務(wù)在月背邁出的一小步,是人類歷史上的一大步。當(dāng)時(shí)曾有美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)專家感嘆:“我們?cè)僖膊荒苷f(shuō)中國(guó)人只會(huì)跟著干了?!?/p>
“中國(guó)探月工程起步較晚、起點(diǎn)很高。”全國(guó)政協(xié)常委、中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁表示,我國(guó)并未在國(guó)際同一水平進(jìn)行簡(jiǎn)單重復(fù),而是通過(guò)自己的獨(dú)特方案實(shí)現(xiàn)月球探測(cè)。
2020年12月17日,嫦娥五號(hào)成功帶回月球樣品,為我國(guó)探月工程“繞、落、回”三步走發(fā)展規(guī)劃畫上句號(hào)。國(guó)家航天局副局長(zhǎng)、探月工程副總指揮吳艷華表示,此次任務(wù)的成功實(shí)施標(biāo)志著我國(guó)具備了地月往返能力,是中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展中的里程碑。
上述兩次探月任務(wù)為中國(guó)探月工程的后續(xù)發(fā)展鋪筑了道路。未來(lái)幾年,國(guó)際上將開(kāi)展多項(xiàng)落月探測(cè)計(jì)劃,月球南極成為熱點(diǎn)目標(biāo)。
全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩說(shuō),俄羅斯計(jì)劃于今年10月發(fā)射“月球25”探測(cè)器降落于月球南極附近,測(cè)試新的著陸技術(shù),研究月壤和月球外逸層,并尋找水的痕跡。印度也計(jì)劃發(fā)射包括著陸器和月球車的“月船3號(hào)”,在月球南極實(shí)現(xiàn)軟著陸。
龐之浩介紹,月球兩極存在兩種特殊區(qū)域:一是永久光照區(qū),可以獲得持續(xù)穩(wěn)定的太陽(yáng)能;二是永久陰影區(qū),已有研究發(fā)現(xiàn),這里可能存在大量水冰。因此月球兩極是人類建設(shè)月球基地的理想場(chǎng)所。
我國(guó)探月四期工程或?qū)⒗^續(xù)探索月球南極。吳艷華曾介紹,嫦娥六號(hào)任務(wù)正在論證月球極區(qū)采樣返回的相關(guān)工作。據(jù)中法兩國(guó)2019年簽署的月球探索計(jì)劃意向書,我國(guó)或?qū)⒂?023—2024年實(shí)施嫦娥六號(hào)任務(wù)。吳艷華也表示,如果“鵲橋”中繼星在軌工作狀態(tài)良好,也可能讓嫦娥六號(hào)到月背取樣,這對(duì)世界科研更有意義。
人類探月的下一步目標(biāo)是建設(shè)月球基地,在月球駐扎。
龐之浩介紹,由NASA主導(dǎo)的“阿耳忒彌斯”計(jì)劃,將于今年11月把一艘不載人的獵戶座太空艙送往月球。該任務(wù)還計(jì)劃2024年將宇航員送往月球,并建立常態(tài)化駐留機(jī)制,為將來(lái)載人探火鋪路。
吳艷華表示,探月四期工程規(guī)劃中還有嫦娥七號(hào)和八號(hào)任務(wù)。我國(guó)準(zhǔn)備以此為契機(jī),與有關(guān)國(guó)家、國(guó)際組織共同論證初步建設(shè)月球科研站的基本能力,或驗(yàn)證核心技術(shù)。
吳偉仁說(shuō),在月球南極南緯89度,可能存在連續(xù)180多天的光照?!叭绻谠虑蚰蠘O建設(shè)一個(gè)科研站,可以長(zhǎng)時(shí)間對(duì)地球進(jìn)行大動(dòng)態(tài)、全方位、穩(wěn)定的觀察,也可以在月球上開(kāi)采礦物。此外還可以借助月球做跳板,前往更遠(yuǎn)的深空。”他說(shuō)。
對(duì)于中國(guó)載人登月規(guī)劃,吳艷華說(shuō),嫦娥五號(hào)任務(wù)中開(kāi)展的月面起飛、軌道交會(huì)對(duì)接、再入返回等,都是未來(lái)載人登月返回的必要技術(shù)。這些技術(shù)驗(yàn)證也是為未來(lái)載人登月打基礎(chǔ)。我國(guó)近地軌道的空間站建成后,將規(guī)劃論證是否實(shí)施載人登月計(jì)劃。
星際探測(cè)瞄準(zhǔn)“勘、建、用”
如果說(shuō)月球是“深空門戶”,那么當(dāng)人類探測(cè)器飛越月球,脫離地球引力場(chǎng)后,則真正進(jìn)入了深空。
2020年7月23日,“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器發(fā)射升空,中國(guó)深空探測(cè)開(kāi)始了新的征程。
目前“天問(wèn)一號(hào)”正在火星軌道上進(jìn)行環(huán)繞探測(cè)。該探測(cè)器將于今年的5—6月?lián)駲C(jī)著陸火星,開(kāi)展后續(xù)巡視探測(cè)。
“‘天問(wèn)一號(hào)’任務(wù)起步晚,但起點(diǎn)高、效率高、挑戰(zhàn)大、創(chuàng)新強(qiáng),將實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的‘繞、著、巡’探測(cè),三步并作一步走。這將再創(chuàng)人類深空探測(cè)的先河。”全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)航天科技集團(tuán)科技委主任包為民說(shuō)。
“天問(wèn)一號(hào)”的火星之旅并不孤獨(dú),還有2顆探測(cè)器與它“同行”。
2021年2月9日,阿聯(lián)酋首個(gè)火星探測(cè)器“希望號(hào)”抵達(dá)火星。龐之浩介紹,“希望號(hào)”不會(huì)在火星表面著陸,而是在距火星表面2萬(wàn)至4萬(wàn)公里高度的軌道上環(huán)繞運(yùn)行,工作至少2年,有望成為人類第一顆“火星氣象衛(wèi)星”。2021年2月19日,NASA發(fā)射的“毅力”號(hào)火星車到達(dá)火星,將探索火星上古生命跡象、火星地質(zhì)與氣候特征,還將采集火星表面的巖層土壤樣本。
我國(guó)也已規(guī)劃了火星采樣返回任務(wù)。吳艷華此前透露,我國(guó)第二顆火星探測(cè)器將采集樣本返回地球,以便科學(xué)家研究火星結(jié)構(gòu)、成分和環(huán)境。
除火星探測(cè)外,未來(lái)各國(guó)還將開(kāi)展以太陽(yáng)、金星、木星、小行星等為目標(biāo)的深空探測(cè)活動(dòng)。我國(guó)也計(jì)劃在2030年前實(shí)施小行星及木星探測(cè)任務(wù)。吳艷華表示,目前任務(wù)規(guī)劃已基本明晰,有待國(guó)家審批。
記者了解到,我國(guó)小行星探測(cè)任務(wù)擬通過(guò)一次發(fā)射,實(shí)現(xiàn)1顆近地小行星取樣返回和1顆主帶彗星繞飛探測(cè)。探測(cè)器對(duì)近地小行星開(kāi)展繞飛探測(cè),擇機(jī)附著小行星表面、采集小行星樣品,返回地球附近釋放返回艙,將樣品送回地球;再經(jīng)地球、火星借力飛行到達(dá)小行星帶,對(duì)彗星開(kāi)展繞飛探測(cè)。整個(gè)任務(wù)或?qū)v時(shí)約10年,目標(biāo)主要包括揭示太陽(yáng)系典型小天體的特征和演化機(jī)理、探索太陽(yáng)系形成早期的物質(zhì)和生命信息、認(rèn)知太陽(yáng)風(fēng)與小天體的相互作用過(guò)程等。
對(duì)于未來(lái)的星際探測(cè),吳艷華認(rèn)為主要是“勘、建、用”?!翱薄奔纯辈煸虑蚝推渌乔虻沫h(huán)境,包括空間環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境及人類關(guān)注的各種輻射等,這是探索的最主要目的?!敖ā笔墙ㄔO(shè),建成一定的空間基礎(chǔ)設(shè)施。像嫦娥四號(hào)任務(wù)中的“鵲橋”衛(wèi)星,就能提供持續(xù)不斷的月地測(cè)控通信能力。還包括長(zhǎng)期供水供電的能力等。“用”是利用,主要探索地外資源能不能供人類開(kāi)發(fā)和利用?!拔蚁胧澜绺鲊?guó)應(yīng)該是圍繞這個(gè)目的開(kāi)展星際探測(cè)活動(dòng)?!彼f(shuō)。
空間站運(yùn)營(yíng)面臨商業(yè)化問(wèn)題
除了將各類探測(cè)器發(fā)上天,人類更希望親自去太空探索。目前,中國(guó)載人航天工程已全面轉(zhuǎn)入空間站在軌建造任務(wù)階段。建造空間站,解決有較大規(guī)模的、長(zhǎng)期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題,是我國(guó)載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略中第三步任務(wù)目標(biāo)。
2020年5月,長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛任務(wù)成功,空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷。2021年至2022年,中國(guó)載人航天工程將迎來(lái)繁忙的建設(shè)工作。
中國(guó)載人航天工程辦公室3月4日發(fā)布消息稱,目前空間站天和核心艙和承擔(dān)發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征五號(hào)B遙二運(yùn)載火箭已運(yùn)抵文昌航天發(fā)射場(chǎng),計(jì)劃今年上半年發(fā)射。執(zhí)行空間站建造階段4次載人飛行的航天員乘組已選定。今年我國(guó)將陸續(xù)實(shí)施空間站核心艙發(fā)射、貨運(yùn)補(bǔ)給、載人飛行等多次任務(wù)。根據(jù)任務(wù)安排,我國(guó)將于2022年前后完成空間站在軌建造,建成在軌穩(wěn)定運(yùn)行的國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室。
航天技術(shù)專家黃志澄說(shuō),未來(lái)10—20年,我國(guó)空間站的發(fā)展運(yùn)營(yíng)將面臨商業(yè)化問(wèn)題。
近年,國(guó)際空間站的經(jīng)營(yíng)模式出現(xiàn)轉(zhuǎn)變。NASA于2020年11月宣布,國(guó)際空間站計(jì)劃擺脫以政府主導(dǎo)的運(yùn)營(yíng)方式,逐漸向民間開(kāi)放攝影地、旅游產(chǎn)品等項(xiàng)目。此前,NASA還與美國(guó)太空探索技術(shù)公司簽訂了太空運(yùn)輸?shù)纳虡I(yè)合作協(xié)議。
對(duì)于空間站的商業(yè)化運(yùn)營(yíng),黃志澄認(rèn)為太空旅游是比較現(xiàn)實(shí)的方向之一。近日,由NASA資深人士組成的軌道組裝公司宣稱要在近地軌道上建造“太空旅館”,提供人造重力環(huán)境。此外,英、美等國(guó)也有公司計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)推出亞軌道太空旅游項(xiàng)目。
歷史上,國(guó)際空間站也曾接待過(guò)數(shù)名太空游客。2009年后,私人進(jìn)入太空的窗口一度關(guān)閉,但今年1月美國(guó)民營(yíng)航天公司“公理空間”公布,3名富豪將于2022年啟程前往國(guó)際空間站,進(jìn)行為期10天的旅游。
黃志澄表示,中國(guó)空間站運(yùn)營(yíng)進(jìn)入正?;院?,可以逐漸向個(gè)人開(kāi)放?!疤债a(chǎn)業(yè)真正要發(fā)展,一定要是所謂‘B2C’,即公共場(chǎng)景向個(gè)人開(kāi)放。隨著技術(shù)成熟、成本降低,太空旅游會(huì)迎來(lái)爆發(fā)。身體健康的普通人經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn),去太空生活幾天我覺(jué)得沒(méi)問(wèn)題?!彼f(shuō)。
在長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛運(yùn)送的我國(guó)新一代載人飛船試驗(yàn)船上,搭載了我國(guó)自主研制的復(fù)合材料空間3D打印機(jī)。飛行期間,該設(shè)備完成了我國(guó)首次太空3D打印試驗(yàn),同時(shí)也是全球首次實(shí)現(xiàn)連續(xù)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的太空3D打印。
黃志澄說(shuō),太空制造是空間站商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的另一方向,太空中的微重力環(huán)境,會(huì)為3D打印提供很好的空間條件。
關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào),在對(duì)話框:
回復(fù)【最新活動(dòng)】,了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】,了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】,了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】,了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】,了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】,了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥(niǎo)知識(shí)】,學(xué)習(xí)觀鳥(niǎo)相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】,了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情