我们的技术圈 ,关注商业科技,国内创新技术交流与转化的平台
×

  会员登录

现在注册

第三方登录
                         
悦智网 > 悦科技 >
中国将登陆月球
2018-04-27 14:59
原创  IeeeSpectrum

中国将登陆月球A.jpg

迎2017年7月,中国最新、最大型的火箭——长征五号火箭从其最新航天发射场——海南文昌航天发射中心发射,该火箭的官方使命是将试验通信卫星送入轨道。但这次发射还有另外一个目的:在长征五号火箭承担最有抱负的科学任务之前,进行最终测试。

测试失败了。

火箭在起飞后一切正常,电视报道中展示了一片欢呼雀跃。中国实况直播了火箭发射情况,这是一项罕见的举动,希望借此来展示中国雄伟太空计划所取得的又一次成功。但是,电视直播中火箭飞行的轨迹并不符合预测的路径。很快,中国官方媒体承认,火箭将无法进入轨道,并中断了发射直播。

按照原计划,如果2017年7月的这次发射取得成功,长征五号火箭将在2017年晚些时候再次进行发射,将嫦娥五号月球探测器送入太空。该探测任务所要开展的工作是已被人类搁置了40多年的事情:实现月球区域软着陆,采集月球样本,并返回地球。因为火箭发射失败,这些计划目前已经暂停,暂停状态可能要持续到2019年。但是,中国仍然计划于2018年实现人类在月球背面的首次登陆,以实现中国长期月球计划的重大进步。


过去10年间,中国发射了一系列月球探测器,每一个探测器都在前一型号的基础上有所改进,嫦娥五号是中国最新的月球探测器。

“嫦娥月球探测工程一共包括3个阶段。”中国地质大学(武汉)的月球科学家肖龙教授于2017年10月在马里兰州参加月球探测分析小组的一次会议时说,“第一阶段是绕月飞行,第二阶段是登陆月球,第三阶段是采集月球样本并返回地球。”

2007年10月发射升空的嫦娥一号是中国的第一个月球探测器。肖龙教授说:“嫦娥一号非常成功。”该次任务提供了多种科学数据,协助编制完成了月球的环球地图,为将来的月球登陆计划提供了支持。

嫦娥一号的后备探测器——嫦娥二号月球探测器也在3年之后发射升空。该探测器装备了更为先进的科学设备,能够收集更多的月球科学数据。2012年,在完成月球探测任务之后,嫦娥二号月球探测器在推进器的帮助下,飞离月球轨道,并飞跃了近地小行星图塔蒂斯。

2013年12月,随着嫦娥三号成功登陆月球,中国的探月工程进入第二阶段。这使中国成为了继美国及苏联之后,第三个发射探测器并在月球成功软着陆的国家。嫦娥三号月球探测器携带了一整套科学设备,以及一架小型的“玉兔号”月球车。

在成功登陆的1个多月之后,“玉兔号”月球车发生了故障,不能继续移动,但幸运的是,月球车依然能够在原地继续进行观测。嫦娥三号月球探测器收集了很多月球数据,中国仅公布了有限的一些数据分析报告,但肖龙教授说,嫦娥三号月球探测器携带的探地雷达在探测月球次表层工作中发挥了尤为重要的作用。

随着探月工程第一及第二阶段的成功完成,中国非常希望能够尽快进行第三阶段的任务:采集月球样本并返回地球。中国国家航天局在2017年7月火箭发射失败前曾表示,计划跳过承担备份着陆任务的嫦娥四号,直接开始实施嫦娥五号月球探测任务。也就是说,嫦娥五号会率先进入月球轨道,之后释放一个登陆器,该登陆器将着陆于月球近侧的西半部大暗区的风暴洋。

登陆器不仅拥有很多科学设备,还配有一个机械臂,能够抓举多达2千克的月球岩石和土壤样本。月球样本将被放入返回舱,随返回舱发射进入月球轨道。返回舱将与嫦娥五号月球探测器的轨道器对接,在轨道器的推动下飞离月球轨道并返回地球,最终在内蒙古地区着陆。如果中国的嫦娥五号月球探测器能够成功的话,将是继1976年苏联月球24号无人探测器之后,人类第一次成功实现月球样本采集及返回任务。

按照原计划,如果2017年7月的火箭发射取得成功,另一枚长征五号火箭将于2017年11月把嫦娥五号月球探测器送入太空,两周之后,即可携带月球样本返回地球。而目前,因为长征五号火箭发射失败,该样本采集及返回任务的开展时间尚不能确定。

中国国家航天局秘书长田玉龙于2017年9月在澳大利亚阿德莱德的国际宇航大会上对中国月球探测计划进行了介绍。他说,目前尚不清楚长征五号火箭发射失败的原因。他确认说,嫦娥五号月球探测计划将会延期,可能要过一段时间才会重新实施。“我们将会于2017年年底公布更多关于调整后计划时间表的详细信息。”他说。

很多密切关注中国太空计划的专家预测,嫦娥五号月球探测计划将会延期到2019年。原因是需要花时间调查火箭发射失败的原因,对存在的问题进行整改也需要很多时间。专家认为,中国在具有足够信心进行类似于嫦娥五号的月球探测任务之前,将会至少再进行1次火箭发射测试。“在成功进行1~2次火箭发射之后,中国才会发射嫦娥五号月球探测器。这是我的个人猜测。”肖龙教授说。

虽然嫦娥五号月球探测计划出现延期,但这并不意味着中国的探月计划将会在2018年陷入停顿。嫦娥三号的后备探测器——嫦娥四号仍然有可能会在2018年发射,可以使用未受长征五号火箭发射失败事故影响的其他型号火箭进行发射。

嫦娥四号与2013年发射的嫦娥三号相似,但也存在一项重大区别:嫦娥四号月球探测器将首次登陆月球背面,这是其他国家都还未尝试过的。该月球探测器的着陆地点位于地球的视线之外,不能通过无线电与地球进行通信,需要在月球轨道部署一颗专用中继通信卫星。在中继通信卫星的帮助下,中国的月球登陆器有望揭开月球背面的神秘面纱。目前人类对月球背面的了解不多,只知道月球背面较为缺乏月海地貌——由黑暗的玄武质岩形成的巨大火山平原,这是月球正面的典型特征。

田玉龙秘书长并未在国际宇航大会上明确透露嫦娥四号月球探测器的具体发射时间,他只是说,嫦娥四号及嫦娥五号月球探测器的发射时间表将会有所调整。但肖龙教授表示,他相信月球背面任务所需要的通信中继卫星将会于2018年中期进行发射,之后,嫦娥四号月球探测器将会携带小型月球车于2018年晚些时候进行发射。


无论嫦娥五号月球探测器何时发射,中国的月球探测计划都不会以嫦娥五号作为终点。中国不仅研发了各种备用轨道器以及登陆器,针对采样及返回任务也研发了备用航天器——嫦娥六号月球探测器,将在晚些时候进行发射。

肖龙教授说,嫦娥六号月球探测器有可能会对月球的极地地区进行探测,这是科学家及人类未来登月计划的制定者都表现出极大兴趣的区域。由于月球的轴向倾斜度较小,月球极地附近环形山(包括位于月球背面的巨型“南极-艾托肯盆地”中的环形山)的一些区域一直处在阴影之中。这些地区的温度极低,水能够以水冰的形式存在,过去的一些月球探测任务发现了很多强有力的证据,证实在这些环形山中存在冰。未来的载人发射任务可以利用这些水分维持生命,也可以将其分解成为氢气和氧气,用作燃料。

即便是嫦娥六号月球探测器着陆于月球的其他地区,或是该探测器未能发射,中国也仍然计划于21世纪20年代对月球的极地地区进行详细探测研究。肖龙教授说,中国探月工程的3个阶段将通过一系列手段(包括登陆器及采样返回航天器)对月球的极地地区进行探测及研究。

对月球两极感兴趣的不只有中国。俄罗斯正计划在2019至2024年间开展一系列的四阶段发射任务,包括登陆月球极地地区及采样返回。美国国家航空航天局也正在研发一款月球车,称为“资源勘探者号”,旨在确定处于阴影之中的环形山是否存在水冰,并研究开采这些月球水冰的难度有多大。按照当前的计划,该任务探测器将于本世纪20年代初期进行发射。

中国的长期月球探测计划还包括载人登月任务,但目前尚未公布更多的详细信息。“中国的目标是在月球上建立研究基地。”肖龙教授说,时间大约是2025至2050年间。

美国的一位重要月球科学家——布朗大学的詹姆斯•黑德(James Head),对中国的整体月球探测计划表示支持。“中国的月球探测计划极为扎实。”黑德说。黑德从阿波罗计划开始,就一直在参与月球探测任务。

黑德最近到中国进行了参观访问,中国对于月球探测的坚定决心给他留下了深刻印象。“中国的探月计划令人极为激动。”他说,“在过去的岁月中,中国并不拥有重量级的月球及行星科学学术团体,但近10年以来,中国的月球及行星科学正在积极发展。”

在月球探索方面,中国不仅饱含浓厚兴趣,也具备雄厚实力,这就为月球探测的国际合作创造了机遇。事实上,中国政府也确实表现出了开放的姿态:嫦娥四号月球探测器的登陆器上,有4件科学设备来自其他国家,分别是德国、荷兰、沙特阿拉伯及瑞典。

中国将登陆月球b.jpg

但因为美国法律的限制,美国与中国之间的太空合作存在一些复杂的障碍。在过去几年中,美国国会在审批NASA拨款的法案中附加条款,规定没有国会事先明确批准,禁止NASA与中国合作。提出这一限制是因为国会中有人担心,如果NASA与中国合作,将会发生知识产权以及其他方面的安全风险。

国会的限制性规定只是中美太空合作工作中存在的障碍之一。黑德曾邀请中国月球和空间探测工程中心副主任于国斌参加2017年在美国举行的一个会议并讲话。于国斌接受了邀请,但就在他快要动身去美国时,美国驻华大使馆却拒绝向他发放赴美签证。黑德说,美国驻华大使馆从未向于国斌说明拒签原因,而出席该会议的其他科学家则并未被拒签。(美国驻华大使馆不愿就拒绝于国斌签证申请一事对IEEE Spectrum发表评论。)

黑德说,美国与中国合作开展月球探测计划能够获得不少益处,这些益处要多于任何想象中的安全风险。“我与苏联和俄罗斯打了45年交道,我想说,在技术转让和国家安全问题上,我们必须非常小心。”他说,“但尽管如此,合作与协作仍会带来许多好处。”

黑德很有信心地认为,中国及美国最终将在无人及载人登月计划中实现更为紧密的合作关系。“不强调探月事业的国际合作性,就是对未来不负责任。”詹姆斯•黑德说,“如果月球探测任务中获得的知识能够共享,那么对美中双方来说都是一件好事情。”

作者:Jeff  Foust

0
分享
上一篇:水下数据猛兽
   相关成果报告
    友情链接申请链接    
科技纵览官网      阿里云      悦智官网      百度      360      腾讯      网易      凤凰网      新浪网      搜狐网      IEEE     
京ICP备15039501号-1

京公网安备 11010102002341号

本站由 提供计算与安全服务
关于
关于我们
商务合作
联系我们
订阅
RSS订阅
邮箱订阅
线下活动订阅

Copyright © 悦智网