探月工程:嫦娥工程及未来展望
探月工程:嫦娥工程及未来展望
自古以来,人类对月亮就有无数美好的想象。从神话传说中的嫦娥奔月,到如今以"嫦娥"命名的探月计划,人类对月球的探索从未停止。本文将带你深入了解月球探索的意义、嫦娥探月工程的进展以及未来展望。
月球探索的意义和历程
人类从小就开始仰望天空,思考天空外面是什么。太空探索是人类从小到大的一种梦想,我们想知道地球外面到底是什么。
太空即地球大气层之外,在卡门线(100km)之外的范围。卡门线之上是太空,之下是航空。最开始的太空探索是发卫星。
上图是卫星探索太空的发展历程,这些都是在低轨,近空探索,由于空气阻力,一般在低空的卫星也要超过400公里。
深空探测是指地球之外的天体和宇宙空间的科学活动,深空探索就包括月球和其他的行星。下图是一些深空探索的科学活动。
太空探索和深空探索是人类的一种理想或者一种对未知探索的延续,真正要做到这些,除了拥有技术能力,还需要强大的资源整合。
太空探索的早期发展,实际上是美苏两个超级大国之间的竞争。在1958年到1979年,美国将其上升到国际利益层面,希望在登月过程中显示自己的能力,并要求所有的元器件都是美国自己制造。
1986年苏联建立了第一个空间站,1998年美国跟进国际空间站,在国际竞争的情况下,国家对于太空探索的投入是不惜成本的投入。
从1990年至今,探索太空回到了它真正的层次,就是以科学探索为主。1990年哈勃望远镜让我们了解宇宙的发展,2003年隼鸟号探测器收集小行星样品,2011年好奇号火星车评估火星宜居性……
最近几年,情况发生了一些变化,有些商业化和军事化。深空探索和空间探索都产生了很多技术,这些技术实际上是可以商业化的,比如空间站上的柔性太阳能板。
我个人认为太空探索是一种科学的探索,是一个无国界的探索,整个人类社会应该联合起来去和平地利用太空。
我们讲回为什么探索月球?
首先,是文化历史的要求,其次,月球的形成与演化与太阳系息息相关,也与我们的地球息息相关,月球科学研究推动着空间科学的发展;同时,我们认为月球表面有很多资源,包括氦3,包括水冰,将来我们做进一步深空探索时都可以用到。
月球探索在整个深空探索和空间探索中,它可以算作是第一步,是我们积累经验之后迈向更深的深空探索的中转站。
探月是一个怎样的路线呢?第一,先派发卫星过去,飞掠或者环绕的形式进行拍照,对整个地貌进行探测,拿到最新有信息的照片;下一步是降落,有了地貌信息以后就可以知道在哪里降落可靠性更高,或者科学价值更高,降落以后会对地质状况或其他信息进行进一步的探测,得到我们想要的信息。之后是月面返回,再下一步就是登月/利用,把人送上去。
嫦娥探月任务
嫦娥任务是2024年启动研制的,近20年来,实现“六战六捷”,圆满完成“绕、落、回”三步走战略目标。
“绕月任务”:获得世界首幅全月微波图像;国际上首次获得7m分辨率全月图,优于1.5m局部影像图。
“落月任务”:实现人类首次月球背面着陆与巡视探测;实现首次地月L2点中继星对地对月的测控、数传中继。
“回月任务”:测定年轻玄武岩形成时间为20.3亿年左右,将月球火山活动定年推迟8亿-9亿年;发现第六种月球新矿物-嫦娥石;嫦娥五号月壤样品揭示了月表存在羟基水的新证据。
以下是我国月球探测规划,到2030年,我们的目标是载人登月。
嫦娥六号计划在2024年发射,有着陆器、返回器(把样品返回来)、轨道器,采用长征五号(CZ-5)运载火箭。
嫦娥七号预计在2026年发射,有着陆器、巡视器、飞跃器、轨道器,其中最重要的是飞跃器,嫦娥七号需要在月球南极环境里进行资源勘查,开展着陆、巡视和飞跃探测,集中在富有水冰和其他资源的南极活动。
嫦娥八号希望在2028年发射,有望开展世界首次资源原位利用、机器人远距离探测、无人月球站建设。包含着陆器、巡视器、世界首台作业机器人(计划中)等月面功能模块,有望建成中国月球南极科研站基本型。
中国香港其实也在参与嫦娥任务,嫦娥五号的着陆器配备了由香港理工大学容启亮教授团队与五院联合研制的探月三期表取采样机械臂采样器,此装置亦应用于嫦娥六号。
那么,香港科大在空间技术方面如何起步?实际上,香港科大是嫦娥任务的申请参与者,我们在申请一个作业机器人的组合体,如果成功了,嫦娥八号登月以后就会有两个作业机器人,其中一个就是由香港科大领头做的作业机器人。
嫦娥八号的下一步是建立国际月球科研站。
大家在图中可以看到,在将来的国际月球科研站上会有各种各样的工作室,生物工作室、建筑工作室,会有不同的操作机器人……开拓人类和平利用月面与太空,在未来10—15年的时间内,整合全体人类资源,共商、共建、共享,开拓构建人类命运共同体。
再下一步是“载人探月”。这是比较困难的一步,需要保证人来回的安全。
在探月任务里,中国保持开放合作的政策,中国航天事业以和平为旨,不排斥与美国开展太空合作,广泛开放月球科学数据和月球样品,向法国、俄罗斯赠送月球科研样品,并开展科学载荷搭载合作。
月球探索的未来展望
星空浩瀚无比,探索永无止境,希望有幸和大家一起为人类的航天探索做出我们的贡献。
本文原文来自CSDN