600年前我们错过,年底……

2020-09-25 07:38:31 其它 Richard
本文浏览量:18 今日:18


1978年5月20日中午,美国副总统专机平稳降落在北京机场,机上走出的人是布热津斯基,时任美国总统卡特的国家安全事务助理。


此行他的目的只有一个:重启尼克松下台后停滞不前的中美关系,尽快推动中美建交。为表诚意,布热津斯基随身带了一份特殊的礼物:1克重的月球岩石标本。

 

布热津斯基此行非常成功,中美1979年1月正式建交;同月,邓小平出访美国。而那1克月岩标本,并未因布热津斯基“主线任务”结束而束之高阁。相反,它悄然走进了一个更加宏大的“支线剧情”——中国探月工程。


月球(图源:新华社)


文 | 螺蛳道长

本文转载自微信公众号“侠客岛”(ID: xiake_island),原文首发于2020年9月23日,原标题为《年底,中国将再次进军太空》,不代表瞭望智库观点。

 

1

42年




因为这粒黄豆大小的月岩,时年43岁的天体化学家欧阳自远被急调入京,主持月岩研究工作。


1克重的月岩一分为二,0.5克送去北京天文馆对公众展览,剩下0.5克交给全国十几家研究院所进行分析。


“我们花4个月全面解剖,搞清楚了它的化学成分、矿物组成、演化历史等,为此发表了14篇论文。”欧阳自远回忆道,“美国人都说,中国科学家,了不起!”

 

然而,这位日后的“嫦娥之父”、中国月球探测工程首任首席科学家知道,成分分析得再好,石头终归是人家的。中国科学家用起来,还得省之又省、小心呵护。什么时候中国人也能登上月球,采集自己的月岩样本?

 

如今,问题有了明确答案。

 

在近期举办的2020年中国航天大会上,中国探月工程副总设计师于登云表示,预计今年底之前发射嫦娥五号,实现月球区域软着陆及采样返回。据报道,此次月壤采样将达到1000克以上。

 

从1克到1000克,从首次接触月岩到自主采集月壤,一晃42年。


欧阳自远处理月岩(图源:网络)

 

2

三步走




中国重大科研工程往往采用“三步走”战略。了解中国探月工程,也有个好记的“六字诀”:“探、登、驻”,“绕、落、回”。

 

“探、登、驻”,是实现月球探测最宏观层面的“三步走”,即无人探测、载人登月、短期驻扎(建立月球基地)。按照这个进度表,美国已走完前两步,苏联/俄罗斯已走完第一步,中国和其他有探月实力的国家正在走第一步。

 

“探”又可分出三小步:绕、落、回。具体含义是,实现环绕月球探测,这个由嫦娥一号搞定了;实现月面软着陆和自动巡视勘察,这个由嫦娥二号、三号、四号完成了;实现无人采样返回,这个交由嫦娥五号、六号实现。

 

嫦娥五号的发射,标志着中国探月工程“绕、落、回”三小步的最后一步即将完成,“探、登、驻”三大步的第一阶段开始收官。

 

即将运载嫦娥五号的“胖五”火箭,已运抵海南文昌清澜港,预计11月24日执行发射任务。 


“胖五”火箭(图源:新华社)

 

3

四个“首次”




承上启下之际,嫦娥五号任务重、难点多。


于登云说,包括轨道器、返回器、上升器、着陆器四部分的嫦娥五号,将实现中国航天史上的四个“首次”:

 

首次在月球表面自动采样——月球引力只有地球的1/6,在这种环境下着陆器如何钻孔、铲挖,能不能顺利把样品封装进上升器,以前没做过,难!

 

首次从月面起飞——以往都是地面固定发射,这次要在月面以着陆器为平台发射上升器,怎么导流、怎么散热、如何控制,都是新问题。

 

首次在38万公里外的月球轨道进行无人交会对接——上升器发射到月球轨道,要与轨道器、返回器组成的组合体交会对接,把采集样品转移到返回器后分离,看过《星际穿越》的人会知道,这种太空对接差之毫厘、谬以千里。

 

首次带月壤以接近第二宇宙速度返回地球——轨道器、返回器组合体带着样品飞向地球,在距地面几千公里时分离,最后返回器回到地球,以往的返回舱都是以第一宇宙速度(7.9公里/秒)返回,这次是以第二宇宙速度(11.2公里/秒)返回,速度更高、摩擦更大,返回器的气动外形、防热材料、姿态控制都是新挑战。

 

所以,嫦娥五号,关键在“回”。只有解决好安全返回的问题,才能放心地让宇航员坐上载人登月飞船。


中国的科学家们对此早有准备,2014年10月发射的“嫦娥五号飞行试验器”,就为嫦娥五号的再入返回积累了充足经验。


 图源:人民日报微博


4

走出“摇篮”




近年,全球迎来新一轮探月热潮:

 

2019年7月,美国航天局公布“阿尔忒弥斯计划”,提出2024年以前再度实现载人登月并最终在月球表面建立长期生存基地;2020年7月,俄罗斯航天局提出2021年开启探月计划,2027-2028年向月球发射载人航天飞船;欧洲空间局也出台了“月球采矿”计划……

 

为何各国加紧对月探测?原因很简单——月球是富饶“矿场”,也是理想的“太空补给站”。

 

前期嫦娥工程探明,月壤中的氦-3储量达120多万吨。氦-3是可控核聚变发电的理想“燃料”,在解决地球能源危机与环境问题上,可控核聚变一直被寄予厚望。据欧阳自远估算,全中国只需8吨氦-3,全世界只需100吨氦-3,就可满足人们一整年的能源需求。

 

更重要的是,如果月球上真的存在足量“水冰”(水或融水在低温下固结的冰),那就意味着,火箭燃料的来源、氧气和饮用水的制备、建立长期基地等,都可能在月球上变成现实。月球将成为人类迈向星辰大海征途上的巨型“太空补给站”。

 

这正是中国探月工程要做的事。于登云透露,嫦娥六号计划在月球南极进行采样返回;嫦娥七号计划开展月球南极资源勘查;嫦娥八号要开展关键技术月面实验……

 

虽然探测、开发月球能给今天的我们带来多少具体好处,谁也说不准,但探月工程,更具有功成不必在我的意味。


正如“宇航先驱”、苏联科学家齐奥尔科夫斯基所说:“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远待在摇篮里。”走出摇篮、探索未知、认识世界,是人类的内在本能;闭目塞听、妄自尊大,终将停滞落后。

 

600年前,中国人曾错过了海洋;今天,我们不会再错过太空了。


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