探月工程下一步怎么走
日前,由国家航天局与航天工程中心和中国国家博物馆共同主办的“九天揽月——中国探月工程20年”展览在中国国家博物馆对公众展出。本次展览的展品包含全球首次对比展出月球正面、背面样品,上百件珍贵实物与图文史料,展现了我国探月的辉煌历程。
中国探月工程2004年立项,代号“嫦娥”。经过20年努力奋斗,我国在探月领域实现了从“跟跑”到“并跑”再到部分“领跑”的扎实进步。
新世纪伊始,很多国家都在推进探月任务。中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁坦言,当时压力很大,要尽量采用成熟技术,用最快的速度把嫦娥一号送到月球附近去。这个任务在当时难度很大。嫦娥一号卫星总设计师叶培建曾回忆,中国航天人面对的不仅是38万公里的地月距离,更是技术封锁与经验空白。获得一张分辨率较高的月图都十分困难。后经技术攻关,嫦娥一号搭载的CCD立体相机解决了这一难题,并经科学家整合、处理,制成了我国第一张分辨率为120米的全月图。
2007年10月24日,嫦娥一号在西昌卫星发射中心升空。同年11月5日,嫦娥一号到达月球附近,实施近月点“刹车”。几分钟后,屏幕上显示嫦娥一号已经被月球引力精准捕获,绕月宣告成功。2010年,嫦娥二号成功发射,在绕月探测之后,于2011年进入日地拉格朗日L2点环绕飞行并飞越图塔蒂斯小行星,创造了当时中国航天器最远飞行纪录。
2013年,嫦娥三号携“玉兔号”月球车降落虹湾,中国成为第三个实现月面软着陆的国家。“玉兔号”月球车首次在月壤上烙下中国月面印记。
月表温度在月夜期间最低达到-190℃,长时间低温环境对月球探测器形成严峻挑战。为了减少由于自身工作产生的热量,“玉兔二号”月球车将择机进入“休眠”模式,只保留部分分系统工作,移动等分系统则停止工作。随后,再根据太阳高度角变化择机自主退出“月夜休眠模式”,实现自主“唤醒”。“玉兔二号”月球车间歇休眠后再唤醒工作的逻辑看似简单,但在太空环境中要实现这一诉求背后则需要卫星遥感、中继卫星通信等多重技术支撑。吴伟仁说:“技术突破往往体现在细节之中,中国探月的每一个大胆设想、每一次成功实施,都是一棒接着一棒干、一步一个脚印走出来的。”
2019年1月3日,嫦娥四号探测器顺利在月球背面实施软着陆,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。当日22时22分,“玉兔二号”巡视器踏上月球表面,着陆器上的相机清晰地拍摄到她“踏月留痕”的影像图。同年1月11日,嫦娥四号着陆器与“玉兔二号”巡视器工作正常,并在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍。
从嫦娥四号携带“玉兔二号”在月背的“惊鸿一落”,到现在继续刷新“自己的纪录”,“嫦娥”和“玉兔”带给了国人和世界太多惊喜。如今,玉兔号依然在不断行走,继续开展月球探索。随着我国探月工程四期的稳步推进,嫦娥七号、嫦娥八号都在进行相关的研制和准备工作。“玉兔二号”很快就会迎来新的小伙伴。
目前探月工程已经进入四期阶段,下一个任务就是“嫦娥七号”的月球南极探测。吴伟仁介绍,世界上的主要航天大国,目前都把焦点放在月球的南北极,这是因为月球的南北极和地球类似,都有极昼、极夜现象,这样在南极地区的某些高地会存在连续100多天的光照,有利于人类长期作业。吴伟仁告诉记者,“嫦娥八号”也计划在月球的南极区域着陆,除了要在月球上建立通信系统和能源系统,最重要的是要验证在月球上就地取材,利用月壤在月球上盖房子的可行性。目前,已开展研制第一台在月球“打砖”的机器,它可以把太阳能聚集起来,产生1400℃至1500℃的高温把月壤熔融,实现“就地取材”,并通过3D打印技术将月壤“打印”成砖。如果能够成功验证月壤制砖的可能,将为后续国际月球科研站建设提供重要支撑。(经济日报记者 银 晟)