新聞背景美國“月球大氣與塵埃環(huán)境探測器”將于近日進入月球軌道,正式執(zhí)行預定的月球探測任務(wù)。而今年12月,令人矚目的我國“嫦娥”3號月球探測器將發(fā)射升空,這是我國發(fā)射的第一個地外軟著陸探測器,也是美國“阿波羅”計劃結(jié)束后世界上重返月球的第一個軟著陸探測器。
事實上,自“阿波羅”計劃后,世界上新的月球探測熱潮已悄然生成,并將愈演愈烈……發(fā)射的月球探測器無一失敗第二輪“探月熱”瞄準資源至今,人類總共發(fā)射了130個月球探測器,其中美國60個,蘇聯(lián)64個,日本2個,中國2個,歐洲1個,印度1個,成功率大約為50%。
1958年至1976年的美蘇空間競賽,引發(fā)了首次探月高潮。當時蘇聯(lián)和美國展開了以探月為中心的空間競賽,發(fā)射了上百個形態(tài)各異的月球探測器。
美國“阿波羅”計劃結(jié)束后,人類探月經(jīng)過了一個相對冷寂的時期。1976年至1994年,只有日本進行過1次探月活動。人們主要用較長時間進行探月資料的消化、分析與綜合。
通過對“阿波羅”登月航天員取回的樣品研究發(fā)現(xiàn),月球上有大量地球上少有的氦3,這是一種便宜、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料,這讓月球資源引起了人們更高的重視。美國于1994年1月21日和1998年1月6日分別發(fā)射的“克萊門汀”號、“月球勘探者”號探測器,發(fā)現(xiàn)月球兩極存在大量水冰,從而進一步激發(fā)了人類新的探月熱情。
更重要的是,經(jīng)過多年發(fā)展,一些國家的經(jīng)濟與技術(shù)實力有了較大提升,有能力參與到探月活動中來。因此,新一輪探月熱潮,已不僅是美蘇競賽,而是多國角逐。
第二輪“探月熱”與第一輪有明顯的不同:探測月球的目的由冷戰(zhàn)時期主要滿足政治和科學需要,改變?yōu)榘芽茖W探索和經(jīng)濟利益相結(jié)合,以探測月球資源為主,為未來月球資源開發(fā)、利用打基礎(chǔ),且所發(fā)射的各類月球探測器無一失敗,這表明人類探月技術(shù)有了較大提高。
總的來說,人類的月球探測方式可為探月、登月和駐月三大步——“探、登、駐”。目前,美國已完成了前兩步,未來將走第三步,即建立月球基地,長期駐月。蘇聯(lián)/俄羅斯完成了第一步,未來將走第二步。中國、歐洲、日本、印度等目前都完成了第一步第一階段任務(wù),即繞月探測,今后將實施第一步第二、三階段任務(wù),即落月、取樣返回探測,從而完成第一大步中的“繞、落、回”三小步任務(wù),逐步積累知識和經(jīng)驗,最終也將完成登月和駐月兩大工程。
更多國家加入探月俱樂部21世紀“重返月球”漸入佳境進入21世紀以來,越來越多的國家參與了探月俱樂部,使探月呈現(xiàn)出精彩紛呈的新局面。
2003年9月27日,歐洲率先發(fā)射了“斯瑪特”1號月球探測衛(wèi)星。它是世界第一個正式應(yīng)用太陽能電推進系統(tǒng)飛向月球的空間探測器,還對月球進行了研究和繪圖。
2007年9月14日,日本發(fā)射了“月女神”1號月球探測衛(wèi)星。它由1個主探測器和2個子探測器組成,所攜帶的科學儀器不僅多,而且有些儀器的探測精確度是以往同類儀器的10至100倍,并首次精確探測了月球重力場。
2007年10月24日,我國發(fā)射了“嫦娥”1號月球探測衛(wèi)星。它在世界上首次使用微波探測儀測量了月球的微波輻射特征。在壽命末期,為了給探月二期工程“探路”,積累落月過程控制和軌道測定方面的經(jīng)驗,“嫦娥”1號于2009年3月1日受控撞擊了月球豐富海區(qū)域。
2008年10月22日,印度發(fā)射了“月船”1號月球探測衛(wèi)星。它具有體積小、質(zhì)量輕、造價低、眼神好等特點,但主要采用國際合作方式實施,其所攜帶的11臺科學儀器,有6臺是國外研制的。
2009年6月18日,美國用1枚火箭發(fā)射了2個月球探測衛(wèi)星——“月球勘測軌道器”和“月球坑觀測與感知衛(wèi)星”。前者在距月面50千米軌道飛行,分辨率優(yōu)于1米,為目前世界最高,且仍在工作;后者是世界首個專用撞擊式月球探測器,它于2009年10月9日猛烈撞擊了月球,確認了月球上有不少水。
2010年10月1日,我國發(fā)射了“嫦娥”2號月球探測衛(wèi)星。它是我國探月二期工程的技術(shù)先導星,用于試驗和驗證今年12月發(fā)射的“嫦娥”3號月球探測器將使用的部分關(guān)鍵技術(shù),并勘察了預選著陸區(qū)。2011年4月1日,嫦娥2號在設(shè)計壽命期滿后,開展了三項拓展試驗,最終在世界上首次獲得7米分辨率全月球立體影像。
2011年9月10日,美國發(fā)射了 “月球重力恢復和內(nèi)部實驗室”(簡稱“圣杯”)。它由兩個一模一樣的月球探測衛(wèi)星組成,主要任務(wù)是更精確地測量月球的重力場,進一步了解月球的熱演變,從而研究月球的起源和演變。
未來數(shù)年“探月熱”更精彩探測器功能不斷改進據(jù)報道,俄羅斯未來幾年在月球探測上要連續(xù)發(fā)力:2015年將發(fā)射“月球”25號,它是俄羅斯重啟月球任務(wù)的第一個月球探測器,降落于月球南極,用于分析月球風化層和當?shù)赝獯髿鈱?,并對月?0厘米以下的揮發(fā)物進行實驗;2016年至2017年將發(fā)射月球中繼衛(wèi)星——“月球”26號,它負責將位于月球表面科研設(shè)備采集的數(shù)據(jù)傳回地球;2017年將發(fā)射的“月球”27號也稱為“月球資源”探測器;2019年將發(fā)射的“月球”28號用于完成取樣返回任務(wù);2020年前后發(fā)射的“月球”29號任務(wù)是攜帶月球車著陸月球。
2015年,日本將發(fā)射“月女神”2號著陸器;2018年,將發(fā)射月球取樣返回探測器;2025年前,將發(fā)射行走機器人登月。日本還擬在月球上建設(shè)太陽能電站。
2017年,印度將發(fā)射“月船”2號月球探測器,它由一個軌道器、一個著陸器和一輛月球車組成。
歐洲原定在2019年將發(fā)射月球探測器,它由著陸器和巡視器組成,在月球的南極登陸,目的是尋找月球上的水源,為未來完成載人登月任務(wù)的航天員提供生存資源,同時為人類移居月球鋪平道路。但該計劃可能因為經(jīng)費不足而落空。不過,歐洲航天局現(xiàn)正擬用3D打印技術(shù)建造月球基地,歐洲已用1.5噸的模擬月壤造出了一塊基地建材樣品,如能進一步解決相關(guān)問題,建造月球基地的宏偉工程將變得更加簡單。
韓國將與美國合作,在2017年發(fā)射試驗型月球軌道器,然后以此為基礎(chǔ)在2020年發(fā)射自主研發(fā)的月球軌道器和月球著陸器。韓國原定計劃在2023年和2025年研制出月球軌道器和著陸器,但樸槿惠總統(tǒng)在大選承諾中表示要在2020年前完成登月計劃,所以研發(fā)日期也隨之被大幅提前。
2018年前后,我國將發(fā)射“嫦娥”5號月球采樣返回探測器,對月球進行精查。其核心任務(wù)是實現(xiàn)月球樣品采集并自動返回地球,供科學家更深入地了解月球。屆時,“嫦娥工程”的“繞、落、回”將全部完成。
另外,據(jù)《2011年中國的航天》白皮書透露,我國正在開展載人登月前期方案論證,已有中國科技專家建議我國在2025年或2030年進行載人登月。
延伸閱讀私營公司為探月“打擂臺”
國際上正在舉辦的“谷歌月球X大獎賽”,有20多個私人隊參賽。一等獎為3000萬美元,將獎勵給首個成功發(fā)射機器人探月器并成功登陸月球的公司。參賽的探月器在登陸后必須行進500米并向地球傳回視頻、圖片和數(shù)據(jù)。
如果探月器不是首個在月面著陸,但在月球行駛了5千米;或拍攝到了“阿波羅”登月的一些遺跡;或證實了月球上水的存在;或挺過了月球的夜晚,等等,也可獲得500萬美元獎金。
不過,所有參賽者要想獲得獎金,必須在2015年年底前做到這些。