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探月起跑线重新划定 中国有更长远太空探测计划

2019-07-17 10:53编辑:admin人气:


  几天前,嫦娥和玉兔在月球上留下了中国印记。中国探月工程二期圆满成功。对中国嫦娥三号任务的圆满成功,国际上各种声音都有。比如任务成功当天,美国一位脱口秀主持人便在节目中讽刺嫦娥三号姗姗来迟。

  虽是调侃,却能代表一种疑问:美国和前苏联在40多年前就已经做到的事,甚至人都登上了月球,为什么我们今天还要做?

  几十年前的月球竞赛对人类生活影响至今

  上世纪中期,美苏两个超级大国开展了不计成本、轰轰烈烈的太空竞争。1958年起,他们把进军的目标放在了月球。

  起初前苏联成绩占优。1959年1月2日,前苏联发射了人类第一个空间探测器月球一号,从距离月球表面5000多公里处飞过,在飞行过程中测量了月球磁场、宇宙射线等数据。同年9月12日又发射月球二号撞击月球,成为第一个到达月球的人造物体。

  此后前苏联又发射了多个月球探测器,其中一些成功抵达月球并进行拍摄、测量、采样和实地考察,揭示了月球的真实面貌。1968年9月,该国首次实现无人飞船绕月球飞行并成功返回地球。为实现载人登月计划,该国设计了N1巨型火箭,然而4次试射均以失败收场。1976年,这一计划被取消。

  美国在月球竞赛中虽然起步落后,但凭借阿波罗计划最终实现了逆转。1969年7月,美国航天员尼尔阿姆斯特朗、埃德温奥尔德林和迈克尔科林斯乘坐阿波罗11号飞船成功在月球着陆,首次在月面留下了人类的足迹。至1972年12月阿波罗17号完成飞行,共有12名宇航员实现登月。

  纵观这场巅峰对决,从1958年至1976年,前苏联共发射4个系列64个月球探测器,成功21次,成功率约32.8%;美国发射了7个系列54个探测器,成功35次,成功率约64.8%。

  尽管这些探测活动代价巨大,但取得了伟大的科学成就,更是对人类技术发展产生了难以估量的推动作用。尤其是阿波罗计划,带动了上世纪60、70年代几乎全部高新技术的发展,影响持续至今。

  嫦娥三号探测器系统首席科学家叶培建对此印象尤为深刻。30多年前他在瑞士留学,参观了联合国世界知识产权总部,那里展出了世界各国最高知识水平的代表作。美国的展品是一块来自月球的岩石,这块石头霸气十足、秒杀全场。

  新技术时代已重新划定了探月起跑线

  由于投入太大,美苏于上世纪70年代后相继停止了探月的脚步。直至1989年,当时的美国总统布什宣布要在21世纪第一个10年内重返月球,掀起了全世界第二轮月球探测热潮。这次,日本、欧洲、印度、中国等先后参与进来。

  此前高成本、高风险的探月路径已不可复制。为提高成功率、获取更多科学成果,大量新技术、新方案的采用,为各位月球俱乐部成员重新划定了起跑线。因此,即使是曾经遥遥领先的美国,至今尚未再现载人登月的辉煌。各国甚至迟迟未能让无人探测器再次在月面软着陆,直到嫦娥三号翩翩而至。

  出于认识、技术上的限制,当年美苏探月失败了很多次,这是可以理解的。探月工程总设计师吴伟仁表示,随着技术发展,如今计算机、电子产品、元器件都比当年先进很多,中国探月工程与当年美苏探月相比有很大不同。

  12月14日晚,嫦娥三号安全落在月面。从直播画面中能看到,距着陆器10多米处有一个大坑,让人有些后怕。

  嫦娥三号探测器系统副总设计师张熇第一时间看到了这个坑,她先是庆幸,继而自豪。着陆器落脚的地方非常平坦,说明我们的导航很好地实现了自主避障功能。

  张熇介绍,美国和前苏联的月球无人探测器不具备地形识别能力,只能按照设计好的轨道盲降。月面上遍布坑或石块,如果落在上面,探测器可能翻倒。过去探月失败的案例中,有一些很可能是受此影响。实现载人登月的阿波罗计划,则是靠宇航员用肉眼识别地形,寻找安全着陆区。而嫦娥三号上首次采用了激光测距技术,加上高精度敏感器、加速度计组合等,实现了自主导航控制,可以自动识别并避开障碍,选择安全的落点。

  这个坑嫦娥躲开了,要四处探测的玉兔能躲开么?吴伟仁表示,能。

  他说,玉兔有两只眼睛,可以看到周围的障碍,再通过计算机分析,判断是否符合自己的越障能力。能过就过,不能就绕。除自主操纵,地面也可以遥控玉兔,先对它传回的图像进行仿真,设计好路径,再发出指令,让它前往目的地。

  相比之下,过去对月球车只有地面遥控一种控制方式。比如前苏联,是组织地面人员24小时轮班值守,通过月球上传回的画面遥控月球车工作。

  纵观嫦娥三号任务,从发射、变轨、软着陆、两器分离及后续科学探测等各个环节,到火箭、探测器、月球车、有效载荷的设计研制,甚至到一片材料、一根导管、一枚晶体元器件、一捧模拟月面环境的沙土,无不饱含着我国科技人员的智慧与汗水。正是通过如此努力,中国人在世界探月竞赛中交上了这样的成绩单:发射3次,成功3次,成功率100%。

  将来我们也会探火星、探太阳、探小行星

  月球并非人类探索太空的唯一目标,近年来,许多国家也制定或实施了对更远天体的探测计划。有人问,人家都奔火星去了,我们干嘛还在月球上费这么大力气?

  前文提到的联合国世界知识产权总部展览,叶培建今年9月又去看了一次。之所以旧地重游,他想看看出现了哪些新成果。一进展厅,那块月岩赫然入目,30多年,无人超越。

  如果别人不做,300年后它还在那里。他说。

  虽然一些国家尽管制定了其他太空计划,但并未放弃月球探测。俄罗斯日前透露,该国正制定一项长期探月计划,将以建立永久月球基地为目标;印度表示要在2020年实现登月;日本计划2015年向月球发射机器人进行探测,并要在月球建立以太阳能为能源的人类研究基地;韩国曾表示将于2020年发射探月卫星,2025年发射探月登陆器;欧洲太空总署也在早些年宣布的曙光女神计划中提出,力争于2020年2025年间实现载人登月

  对中国来说,更多探测活动势在必行,但我国选择的深空探测之路,跟国外并不相同。吴伟仁表示,我国已经具备了探测火星的能力。何时探测则取决于国家财力和政策的支持。与一些国家跳跃式地拟定探测计划不同,中国航天工程总是形成体系、连贯实施,每一步都要综合考虑,为下一步打基础。

  国家拿出有限的钱来做这些事很不容易,必须一步一个脚印,力求成功。探月工程二期副总设计师孙辉先说,将来我们也会探火星、探太阳、探小行星,但这些计划要慎之又慎,逐步实施。

(来源:未知)

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