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特别策划

发布时间:2014-03-17
撰文/Massimo Bozzo 钟兴国  编译/高俊方 张兆晋    20世纪60~70年代,疯狂的军备竞赛催生了美国的"阿波罗计划"。随着该计划的成功实施,人类终于在1967年7月20日首次登上月球,征服了地球之外的第一个天体。此后,人类似乎已经满足了自己对月球的好奇心,月球已逐渐退出了大众的视野,而关于探测火星和更深层空间的话题则更多地吸引了公众的眼球。    但在30多年中的沉寂之后,月球又再次成为太空探测的焦点。美国、日本、俄罗斯、印度和欧洲空间局等不少国家和组织纷纷宣布要进行月球探测,而关于中国的探月计划也越来越多地成为众多媒体争先报道的热点。人们之所以对探测月球如此关注,已不再仅仅因为它体现了一个国家的科技与经济的综合实力,更重要的是其背后的巨大经济和军事利益。月球探测的历史    人类对月球的探测活动是从20世纪50年代开始的。在1959~1976年间,美国和苏联共发射83个月球探测器,其中成功了45个。20世纪60~70年代的探月活动获得了极为丰富的信息,改变了过去基于地面观测所形成的许多传统认识,把人类的视野伸展到宇宙深处;促进了一系列航天科学技术的新发展,带动了一系列新技术的创新与推广应用。    1976~1994年基本上没有进行探测月球的活动,主要原因是美苏太空竞赛逐渐缓解,而探月成本太高,引起了很多人的质疑,所以要总结教训,研究新的思路和战略,并对已有的探测资料进行全面、充分的分析研究。    而从1994年以来,航天大国再次悄然兴起了月球探测热潮,日本、美国相继发射了"飞天"(Hiten)、"克莱门汀"(Clementine)、"月球勘探者"(Lunar Prospector)月球探测器,其目的是满足日益增加的空间应用与空间科学发展的需求,为未来建立月球基地,开发月球资源做准备。    我们知道,解决未来地球能源短缺的根本途径是利用核聚变技术,而核聚变使用的主要燃料是氦的同位素氦3。这种物质在地球上非常稀少,但根据以往的探月资料分析,月球的的表面就含有大量的氦3,其储量可满足人类几百年的需要。而月岩中还有40%的氧元素,它可用作探测器的推进剂和生命保障系统的供氧源。另外,由于月球没有大气层,重力只有地球上的1/6,因而还可作为对其他星球探测和研究的平台,是进行各种科学研究和天文观测的理想场所。    1998年3月,美国宣布"月球勘探者"证实了月球上确实存在水冰,并初步测算出月面上水的总储量为1.1亿~3.3亿吨。这一消息在全世界产生了强烈的反响。当年9月美国航空航天局又宣布,月球两极可能存在10亿~100亿吨水冰,这更引起了人们的极大兴趣。    不久前,美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室在新墨西哥州的陶斯(Taos)举办了名为"2002年后的月球科学探索"的研讨会。与会专家认为,人类现在拥有了更多更尖端的探测工具,再次对月球进行探索已经成为大势所趋。    月球属于全人类,任何人不能出于经济目的开采其自然资源,带回地球的任何资源都是人类的共同财产,国家无论贫富,皆有权共享——这是1979年由联合国准备的一个公约的核心内容,但最终批准加入的只有澳大利亚、奥地利、智利、墨西哥、荷兰、摩洛哥、巴基斯坦、菲律宾和乌拉圭,因为这9个国家在空间工业领域无现实的利益可言。而在1967年,联合国起草的另外一个公约则获得了全体通过。它规定,任何人都可以自由登陆月球,并在月球上遗留材料,只要不是武器就行。但这个公约对可否开发月球资源只字未提。因此,谁先利用月球,谁就会先受益,所以很多国家甚至私营公司都在积极行动。  中国的探月计划       20世纪90年代初,中国科学家就提出了中国也要搞月球卫星的建议。2000年1中国政府首次公布了航天白皮书——《中国的航天》,确定了在深空探测方面将以月球探测为主的预先研究。1998年,有关专家对清华大学等单位的"月球车"项目申请报告进行评审,通过了由清华大学牵头的"月球探测机器人总体方案设计及关键技术分解"的立项研究,揭开了我国月球车研究的序幕。在中国政府2002年公布的《国家产业技术政策》中,其"重点产业技术发展方向"中指出了深空探测将作为中国航天领域的重点发展方向。     中国的月球探测规划和部署,是建立在中国航天技术迅猛发展与国家综合实力不断增强的基础上的。目前,中国已在航天技术方面达到了世界先进水平,形成了以品种齐全的运载火箭、应用卫星为主体的,专业门类齐全的,科研、实验、生产基本配套的航天科学研究系统和生产、实验基地。中国目前运载火箭技术及运载能力均大大超过美国和苏联三四十年前进行第一轮探月时的能力。其中长征3号系列的三种火箭,可以分别将1.6吨、2.4吨、3.8吨的探测器送入奔月轨道,这3种火箭均带有二次启动装置,是发射探月飞行器较好的选择。     同时,中国运载火箭运载能力大,使得中国能尽量采用现有技术进行探月,这对降低研制经费、加速研制进度有明显效果。由于今后月球探测器不仅要在月球表面着陆,还需从月球返回地球,故将来进行月球探测,所需发射质量相对较大,需要运载能力更大的运载火箭。中国规划中的新一代运载火箭能够满足这方面的要求。     中国空间技术研究院的专家已宣布,综合分析国际上月球探测已取得的成果,以及世界各国"重返月球"的战略目标和实施计划,考虑到中国科学技术水平、综合国力和国家整体发展战略,中国实施月球探测工程将分为三个阶段。第一阶段(2002~2005年或稍后)为环月探测;第二阶段(2005~2010年)为月面软着陆探测与月面巡视勘察;第三阶段(2010~2020年)为月面巡视勘察与采样返回。    根据月球探测发展战略的规划,中国已经开始进行第一颗月球探测卫星的方案论证和关键技术攻关工作,即将进入工程实施阶段。该探测卫星主要用于对有开发利用前景的月球能源与资源的分布与规律进行全球性、整体性与综合性的科学探测,并对月球表面的环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。它将携带CCD立体相机、成像光谱仪等科学仪器,运行在200公里高的极月圆轨道。其基本构型拟利用中国已有的成熟卫星平台,并可能使用长征3号系列火箭发射。