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嫦娥再出发:中国探月工程由一期迈入二期

2010年10月01日16:59瞭望袁元我要评论(0)
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月球的“诱惑”

在当今世界高科技发展中,空间技术已成为对现代社会最具影响的“制高点”技术,也是国际间高技术竞争最为激烈的领域之一。

空间技术的发展不仅体现一个国家的综合国力和当代科技发展水平,也为经济建设、科学文化和社会生活等各个领域的现代化带来了传统技术无法达到的经济和社会效益。正因为如此,一场没有硝烟的“疆土”之战正在广袤无垠的太空上演。

尽管目前还没有一个国家具有与美国相匹敌的全面空间发展规划,但在探索太空的历程中,越来越多的国家正在实施有限的空间发展规划,或积极参与国际空间合作,以提高自身的空间技术能力。

月球是地球唯一的天然卫星,是离地球最近的天体,表面保存着自46亿年前形成以来至31亿年以前的地质活动记录,对人们认识地球和太阳系的起源和演化历史有重要意义,可以说,月球是研究地球起源与演化的最佳“标本”。探测距地球最近的天体——月球,无疑是向深空探测迈出的第一步,因此,美国、俄罗斯、日本、德国、英国、印度等许多国家都把探月作为对太阳系进行探测的首选目标。

1979年联合国大会通过的《关于月球的协定》和早年通过的《外层空间条约》表示:月球不属于任何国家,月球及其自然资源是“全人类的共同财产”,只要“用于和平的目的”并“造福全人类”,各国均有权对其进行考察研究。

科学考察探明,在月球广泛分布的岩石中,蕴藏有丰富的钛、铁、铀、钍、稀土、镁、磷、硅、钠、钾、镍、铬、锰等已知矿物100多种,包括5种地球没有的矿物;仅月海玄武岩中含有可开采利用的钛金属至少就有100万亿吨。而月球表面的月壤中富含由太阳风粒子积累形成的气体,这些气体尤其是氦-3,是未来可控制核聚变发电的清洁、安全与高效燃料。

每燃烧一公斤氦-3能产生19兆瓦的能量,照此计算,我国一年的总发电量大约需要8~10吨氦-3,全世界一年的总发电量也只需100多吨氦-3。地球上氦-3的总资源量不过数百公斤,氦-3几乎成了世界上最昂贵的东西——1克氦-3的价值相当于1克黄金的20倍。据估计,月球上氦-3的资源量已达100万~500万吨。未来可控制核聚变发电商业化之后,从航天技术上看,从月球上把氦-3运回地球,这种星际运输成本虽然惊人,但利润也大得惊人,而且是可操作的。

欧阳先生认为,除了氦-3的巨大诱惑,月球这个“真空世界(超高真空、没有气候变化、没有污染、弱重力、地基稳定、没有磁场和无线电波干扰)”是进行天文观测、基础科学实验、研制新型材料与生物制品的理想场所;氦-3之外的矿物资源也可以开发利用,这一切对有能力的国家而言都具有足够的吸引力。

何时探测火星

美国曾计划在2018年实现第7次载人登月,此计划虽已被奥巴马政府取消,但登月飞船、新型登月火箭(战神号火箭)仍在研制中,与此同时,美国政府还希望能有大量的民间资本进入该领域;俄罗斯计划2015年前登月,2020年在月球建立一个永久基地;欧洲太空局的“曙光计划”提出在2020~2035年实现载人登月,并建立月球基地;日本计划在未来20年内建成无人月球基地;印度计划2020年载人登月。

“除了月球对各国的巨大吸引力,火星、金星、小行星等也对世界各国具有极大吸引力。”欧阳自远说,“目前有一定实力的国家都制订了类似‘重返月球’的深空探测计划。虽然我国目前还没有一个十分明晰的空间发展路线图,但我国科学家积极探索太空的脚步也一直没有停止。”

“嫦娥二号”卫星总师、总指挥顾问叶培建院士在接受《瞭望》新闻周刊采访时表示,我国对未来的深空探测,从长远来看,并没有一个很明显的路线图,但大致有两大主线,即围绕月球探测和行星际探测开展探测活动。

“从月球探测来说,首先是无人探测为主,但是一定要上人。”叶培建说,“将来的太空必定是我们人类的生存空间,最近大科学家霍金说,200年后人类要移居太空,尽管这话有些过头,但是我认为人早晚要移居其他星球。月球是最近的,中国要实现载人登月。我国载人航天工程已经公布了路线图,明年神舟八号将与我国空间实验室‘天宫一号’对接,将来我们还有航天员要在太空站里生活,这两项技术结合起来,我觉得我们国家在2030年之前实现载人登月应该是具有条件的。这是第一条线。”

“第二条线,就是行星系探测。”叶培建告诉本刊记者,虽然奥巴马推翻了布什政府提出的2018年重返月球计划,但这绝不说美国不重返月球了。“他是要集中力量再做一件事,让人赶不上。他已经宣布要在2025年之前,实现小行星的着陆,然后实现火星的有人环绕探测。从美国的探测规划,我们可以看出,其特点是:有人、无人交替进行,月球与其他行星、包括小行星交替进行,技术互相支持,每走一步,都是前进。”

叶培建认为,“以现在的条件:有‘嫦娥一号’、‘嫦娥二号’的基础,有月球二期工程地面建设的基本条件,我们完全有可能在2013年搞一次完全中国自主的火星探测。”

尽快完善探索计划

据欧阳自远介绍,有关火星探测的前期工作已在进行中。另据透露,我国的深空探测,除了众所周知的探月工程、载人航天工程之外,还有三个比较成熟的空间探测计划,即:国家天文台艾国祥院士提出的“空间太阳望远镜计划”,中国科学院高能物理研究所研究员、清华大学天体物理中心主任李惕碚院士提出的“硬X射线望远镜(HXMT)”,北京大学涂传诒院士等提出的“夸父计划”。科学家们希望这几个计划能在国家“十二五”科技发展规划中有所体现。

欧阳院士告诉本刊记者,“空间太阳望远镜”(SST)是我国第一个天文探测卫星,被称为中国的“哈勃”。它可对日冕活动区、日面磁场和速度场、日冕和日地行星际空间进行全波段和全连续观测,以研究太阳活动区磁场和速度场、太阳耀斑的能量存储和爆发释放过程、日冕物质抛射、太阳风形成等多种日地空间瞬变物理现象,为太阳物理学的深入发展和空间天气预报提供最重要的实测数据。

“硬X射线调制望远镜”卫星作为我国第一个自主研制的天文卫星,已被正式列入我国“十一五”民用航天发展规划,原计划在2010年发放,将实现世界最高灵敏度和最好空间分辨率的硬X射线巡天,并对黑洞、中子星、超新星遗迹等天体的高能辐射进行高质量宽波段观测。

北京大学地球与空间科学学院涂传诒院士等人提出的“夸父计划”,即“空间风暴、极光和空间天气探测计划”,其内容是建议由一颗位于日地系统第一拉格朗日点的卫星和两颗沿极轨共轭飞行的卫星组成综合观测系统,用于监测太阳活动导致的日地空间环境连锁变化的全过程。“夸父计划”将观测新的日地物理现象,进一步揭示日地空间风暴机理,监测行星际扰动传播,为灾害性空间环境预报提供观测数据。“夸父计划”还将推动我国航天深空探测技术发展。

据本刊记者了解,早在“十五”期间,相关领域专家就提出“夸父计划”应该作为日地物理空间探测规划的第一步,建议列入国家民用航天工程“十一五”项目。

受访科学家建议有关部门,应尽快完善并推动上述科学探索计划的实施,以促进我国在空间科学技术领域的发展,尽早实现技术跨越,以求未来在深空探测、和平利用太空资源中占有一席之地。□

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