文/螺螄道長2020年09月23日海外網(wǎng)
原標(biāo)題:[解局]年底,中國將再次進(jìn)軍太空
1978年5月20日中午,美國副總統(tǒng)專機(jī)平穩(wěn)降落在北京機(jī)場,機(jī)上走出的人是布熱津斯基,時任美國總統(tǒng)卡特的國家安全事務(wù)助理。
此行他的目的只有一個:重啟尼克松下臺后停滯不前的中美關(guān)系,盡快推動中美建交。為表誠意,布熱津斯基隨身帶了一份特殊的禮物:1克重的月球巖石標(biāo)本。
布熱津斯基此行非常成功,中美1979年1月正式建交;同月,鄧小平出訪美國。而那1克月巖標(biāo)本,并未因布熱津斯基“主線任務(wù)”結(jié)束而束之高閣。相反,它悄然走進(jìn)了一個更加宏大的“支線劇情”——中國探月工程。
42年
因?yàn)檫@粒黃豆大小的月巖,時年43歲的天體化學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)被急調(diào)入京,主持月巖研究工作。
1克重的月巖一分為二,0.5克送去北京天文館對公眾展覽,剩下0.5克交給全國十幾家研究院所進(jìn)行分析。
“我們花4個月全面解剖,搞清楚了它的化學(xué)成分、礦物組成、演化歷史等,為此發(fā)表了14篇論文。”歐陽自遠(yuǎn)回憶道,“美國人都說,中國科學(xué)家,了不起!”
然而,這位日后的“嫦娥之父”、中國月球探測工程首任首席科學(xué)家知道,成分分析得再好,石頭終歸是人家的。中國科學(xué)家用起來,還得省之又省、小心呵護(hù)。什么時候中國人也能登上月球,采集自己的月巖樣本?
如今,問題有了明確答案。
在近期舉辦的2020年中國航天大會上,中國探月工程副總設(shè)計(jì)師于登云表示,預(yù)計(jì)今年底之前發(fā)射嫦娥五號,實(shí)現(xiàn)月球區(qū)域軟著陸及采樣返回。據(jù)報(bào)道,此次月壤采樣將達(dá)到1000克以上。
從1克到1000克,從首次接觸月巖到自主采集月壤,一晃42年。
三步走
中國重大科研工程往往采用“三步走”戰(zhàn)略。了解中國探月工程,也有個好記的“六字訣”:“探、登、駐”,“繞、落、回”。
“探、登、駐”,是實(shí)現(xiàn)月球探測最宏觀層面的“三步走”,即無人探測、載人登月、短期駐扎(建立月球基地)。按照這個進(jìn)度表,美國已走完前兩步,蘇聯(lián)/俄羅斯已走完第一步,中國和其他有探月實(shí)力的國家正在走第一步。
“探”又可分出三小步:繞、落、回。具體含義是,實(shí)現(xiàn)環(huán)繞月球探測,這個由嫦娥一號搞定了;實(shí)現(xiàn)月面軟著陸和自動巡視勘察,這個由嫦娥二號、三號、四號完成了;實(shí)現(xiàn)無人采樣返回,這個交由嫦娥五號、六號實(shí)現(xiàn)。
嫦娥五號的發(fā)射,標(biāo)志著中國探月工程“繞、落、回”三小步的最后一步即將完成,“探、登、駐”三大步的第一階段開始收官。
即將運(yùn)載嫦娥五號的“胖五”火箭,已運(yùn)抵海南文昌清瀾港,預(yù)計(jì)11月24日執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。
四個“首次”
承上啟下之際,嫦娥五號任務(wù)重、難點(diǎn)多。
于登云說,包括軌道器、返回器、上升器、著陸器四部分的嫦娥五號,將實(shí)現(xiàn)中國航天史上的四個“首次”:
首次在月球表面自動采樣——月球引力只有地球的1/6,在這種環(huán)境下著陸器如何鉆孔、鏟挖,能不能順利把樣品封裝進(jìn)上升器,以前沒做過,難!
首次從月面起飛——以往都是地面固定發(fā)射,這次要在月面以著陸器為平臺發(fā)射上升器,怎么導(dǎo)流、怎么散熱、如何控制,都是新問題。
首次在38萬公里外的月球軌道進(jìn)行無人交會對接——上升器發(fā)射到月球軌道,要與軌道器、返回器組成的組合體交會對接,把采集樣品轉(zhuǎn)移到返回器后分離,看過《星際穿越》的人會知道,這種太空對接差之毫厘、謬以千里。
首次帶月壤以接近第二宇宙速度返回地球——軌道器、返回器組合體帶著樣品飛向地球,在距地面幾千公里時分離,最后返回器回到地球,以往的返回艙都是以第一宇宙速度(7.9公里/秒)返回,這次是以第二宇宙速度(11.2公里/秒)返回,速度更高、摩擦更大,返回器的氣動外形、防熱材料、姿態(tài)控制都是新挑戰(zhàn)。
所以,嫦娥五號,關(guān)鍵在“回”。只有解決好安全返回的問題,才能放心地讓宇航員坐上載人登月飛船。
中國的科學(xué)家們對此早有準(zhǔn)備,2014年10月發(fā)射的“嫦娥五號飛行試驗(yàn)器”,就為嫦娥五號的再入返回積累了充足經(jīng)驗(yàn)。
走出“搖籃”
近年,全球迎來新一輪探月熱潮:
2019年7月,美國航天局公布“阿爾忒彌斯計(jì)劃”,提出2024年以前再度實(shí)現(xiàn)載人登月并最終在月球表面建立長期生存基地;2020年7月,俄羅斯航天局提出2021年開啟探月計(jì)劃,2027-2028年向月球發(fā)射載人航天飛船;歐洲空間局也出臺了“月球采礦”計(jì)劃……
為何各國加緊對月探測?原因很簡單——月球是富饒“礦場”,也是理想的“太空補(bǔ)給站”。
前期嫦娥工程探明,月壤中的氦-3儲量達(dá)120多萬噸。氦-3是可控核聚變發(fā)電的理想“燃料”,在解決地球能源危機(jī)與環(huán)境問題上,可控核聚變一直被寄予厚望。據(jù)歐陽自遠(yuǎn)估算,全中國只需8噸氦-3,全世界只需100噸氦-3,就可滿足人們一整年的能源需求。
更重要的是,如果月球上真的存在足量“水冰”(水或融水在低溫下固結(jié)的冰),那就意味著,火箭燃料的來源、氧氣和飲用水的制備、建立長期基地等,都可能在月球上變成現(xiàn)實(shí)。月球?qū)⒊蔀槿祟愡~向星辰大海征途上的巨型“太空補(bǔ)給站”。
這正是中國探月工程要做的事。于登云透露,嫦娥六號計(jì)劃在月球南極進(jìn)行采樣返回;嫦娥七號計(jì)劃開展月球南極資源勘查;嫦娥八號要開展關(guān)鍵技術(shù)月面實(shí)驗(yàn)……
雖然探測、開發(fā)月球能給今天的我們帶來多少具體好處,誰也說不準(zhǔn),但探月工程,更具有功成不必在我的意味。
正如“宇航先驅(qū)”、蘇聯(lián)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基所說:“地球是人類的搖籃,但人類不可能永遠(yuǎn)待在搖籃里!弊叱鰮u籃、探索未知、認(rèn)識世界,是人類的內(nèi)在本能;閉目塞聽、妄自尊大,終將停滯落后。
600年前,中國人曾錯過了海洋;今天,我們不會再錯過太空了。