“神五”之後看探月:深空探測依然是空白
央視國際 (2003年10月17日 10:10)
解放日報消息:楊利偉安全回來了,中國載人航天有了歷史性的突破。我們,在航天領域尚有的空白點是什麼?專家告訴記者,那就是探測宇宙深空。
整個航天科技領域“三分天下”,即衛星應用、載人航天和深空探測。
而深空探測的第一步就是探月。“當中國的探月衛星,向祖國發回第一張自己拍的月球表面圖片時,人們的心情將與看到楊利偉回來一樣激動!因為屆時,中國在航天三大領域就都有了自己的地位。”
載人與探月如同“兄弟”
上海航天805所研究員張文祥是探月領域的專家,他説,“神舟”五號發射成功後,我們是世界上第三個獨立掌握載人航天技術的國家,但在深空探測領域,第三的位置,已經被其他國家爭走了。
對於月球的探測,在加加林飛天之前,前蘇聯和美國就已經開始。1959年,在經歷幾次失敗之後,前蘇聯發射了“月球3號”探測器,它繞過了月球的背面,連續拍攝了40分鐘的月球背面照片,使人類第一次清晰地看到了月球表面,也標誌著人類邁出了探月的關鍵一步。而後,美國和前蘇聯發射了多顆探月衛星,美國阿波羅號也實現了登月,兩個大國大步向前的同時,日本和歐洲空間局在20世紀90年代發射了自己的探月衛星,印度的計劃已經開始。
上海航天局老專家劉宗映告訴記者,探月與載人飛船屬於兩個領域,但它們都是以火箭和衛星技術為基礎,可以平行發展,如同“兄弟”。在前蘇聯和美國,載人和探月的科研活動,幾乎是同時開展的。隨著中國載人航天的成功,中國的探月計劃———“嫦娥”工程也已箭在弦上了。
據介紹,從初步論證的情況看,我國的“嫦娥”工程將分為“環繞”、“降落”、“返回”三個階段實施,環繞就是發射探月衛星,環繞月球進行探測;“降落”就是發射月球車,“腳踏實地”地進行月球表面探測;而“返回”,就是讓月球車或登月機器人實現往返,為將來國人登月做準備。張文祥説,探月衛星的科研目標包括:獲取月球表面三維影像;分析月球表面有用元素含量和物質類型的分佈特點;探測月壤厚度;探測地月空間的環境等等。
兩大難題需要解決
“神舟”五號的最大難題,集中成一句話,就是要保證航天員的安全。那麼,要讓探測衛星像“嫦娥”一樣奔向月球,並進行偵察、探測,難度何在呢?
首先,是要讓它“一心三用”。張文祥説,以往發射的衛星,一般只需要“一心兩用”,即太陽能帆板對著太陽,測控通信天線對準地球發信息。而相比之下,探月衛星的眼睛———探測儀器要對著月球,同時,太陽能的“翅膀”對著太陽,測控天線要對著地球,這就是“一心三用”了。這樣一來,對整個衛星的控制技術提出了新要求,三個定向一個都不能有偏差,否則,就成了“瞎子”或是回不來了。
另一個難點,就是要“長途跋涉”。劉宗映研究員介紹,現在,我們發射的距地最遠的衛星離地面也只有3.58萬公里左右,而月球到地球的距離,是這一距離的10倍以上,達到38.44萬公里。如果把探月衛星與“神舟”五號的離地距離相比的話,前者是後者的1000倍以上。這麼長的路,能量如何供應、動力如何保證,都是棘手問題。前蘇聯和美國,最初幾顆月球探測器不成功,很大的原因就是推力不足。
幾位專家介紹説,探月論證的前期工作已經開始,對於兩大難題,也有了大體的解決方案。例如,就38.44萬公里的距離而言,準備採取“衛星先進入地球同步橢圓軌道,再多級推進飛向月球”的路線。衛星將被送入一個地球同步橢圓軌道,這個軌道離地面最近的距離為500公里,最遠為7萬公里,在這裡環繞一圈之後,再進入一個近地點500公里、遠地點12萬公里的更大的橢圓軌道,之後,再不斷加速,最後奔向月球。而對於三方定向的控制技術,也正在作為探月中的關鍵問題展開研究,在近期已經有了較好的技術方案。
登月,還得等多久
雖然載人航天與深空探測是兩大領域,但兩者緊密聯絡。張文祥説,將來的探月、登月,少不了借“神舟”五號的光。從大的方面來説,為載人航天而建造的許多廠房、實驗室、發射塔以及各種硬體、軟體,都可以為探月工程所利用;而且,從發展路徑來看,探月的下一步當然是登月,以至於建立月球站,到那時,中國人登月飛行器、月球站中的環境控制和生命保障系統以及多方面設施,都會參考和借鑒“神舟”飛船。
中國人飛天,從1986年初步規劃到如今,大約經歷了17年的時光,那麼實施“嫦娥”計劃是否比這更快?上海宇航學會的專家們説,時間表現在還不好定。一則取決於技術難度,二則取決於投資的大小。但他們都認為,探月衛星的發射,應該在近兩三年內就可以實現。而登月機器人———月球車的研製,已經在清華大學、國家機器人研究中心等單位開展,相信10年內能完成研究。
但登月的具體時間,不少專家都認為,起碼是在15至20年之後,因為,在這之前,探月的各個步驟都需要一段時間,而且每一步都需要多次實驗。與楊利偉上天前載人飛船四次無人實驗的時間間隔相比,登月前月球往返機器人的實驗,肯定也要進行多次,預計每次間隔要長得多,耗費也大得多。
中國探月工程的首席科學家歐陽自遠教授也曾表示,將來要真正建立“月球村”,預計將是一個國際合作的項目,世界上很多科學家在研究。各種方案都有,涉及到“怎麼做最省錢最快”、“能源用什麼”、“怎麼開發”等等,雖然許多事情理論上並不很難,實施卻不易。如果國際合作,就像空間站一樣,大家一起搞,就快一些。但他同時表示,如果整個計劃真正啟動,中國要參與的話,預計也將是2020年以後的事情了。(記者丁波)
責編:劉雅虹