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12月2日1時30分00秒34毫秒,舉世矚目的“嫦娥三號”月球探測器攜帶“玉兔號”月球車,在西昌衛星發射中心由長征三號乙運載火箭成功點火推上太空。
此次探月成功將開啓我國航天的新篇章,中國將是繼美俄之後,人類第三個在月球實施探測器成功軟着陸的國家,這標誌着中國自動化機器人技術、遠程遙感通訊控制技術進入世界先進行列。
國人爲此振奮不已之時,也在深深思索,“嫦娥三號”登月有什麼意義,將對我國帶來什麼積極而又深遠的影響?記者近日採訪了中國科學院國家天文臺研究員、博士生導師張承民教授,這位香港大學天體物理專業畢業的博士,一直從事天體的結構/軌道和引力場應用研究。
張博士溫文爾雅,才思敏捷,隨和而又健談,一提到“嫦娥三號”登月計劃,顯得格外興奮,侃侃而談:“‘嫦娥三號’登月在人類航天曆史上具有里程碑意義,它攜帶‘玉兔號’月球車首次開始了奔向38萬千米之外的月球之旅。‘嫦娥三號’重量約爲3780千克,搭載的月球車重量約140千克,這比美國和前蘇聯的月球車重量更小,更精緻而功能更加完善。運載火箭將‘嫦娥三號’直接送入地月轉移軌道飛行約5天,然後進入100千米環月圓軌道飛行約4天,變軌進入15千米×100千米橢圓軌道,再飛行約4天后,從高度約15千米的近月點開始慢慢由動力控制軟着陸,成功後探測器釋放玉兔月球車,開展預定的月面巡視勘察,月表形貌與地質構造調查等一系列科學探測。”
“‘嫦娥三號’探月航天器包括着陸器和攜帶的玉兔號月球車,它不僅要在月球表面上實施軟着陸,並且還要在月球上釋放我國首輛‘玉兔’月球車。”張承民激動不已地說,“此次探月成功將開啓我國航天事業的新篇章,中國將是繼美俄之後,人類第三個在月球實施探測器成功軟着陸的國家,這標誌着中國自動化機器人技術、遠程遙感通訊控制技術進入世界先進行列。”
“嫦娥三號”在月面軟着陸成功後,將圍繞哪些科學目標進行工作?面對記者的疑問,張承民介紹,月球車在地面遙感控制下在月球表面巡遊90天,搜索範圍達到5平方千米,並抓取月壤在車內進行分析,得到的數據和圖像將直接傳回地球。此次科學目標包括:月表形貌與地質構造、月表物質成分和資源調查、月球內部結構,攜帶光學望遠鏡、測月雷達、紫外相機等設備在月球開展科學實驗,觀測宇宙和回望地球,考察日地月空間環境。“嫦娥三號”將刷新人類月球探測史的幾項“首次”,包括首次把“望遠鏡”架到月球上、首次從月球“回望”地球、首次用雷達對月球進行兩個深度上的精細探測。如果“嫦娥三號”月球探測獲得圓滿成功,將爲進一步實現我國載人登月計劃奠定基礎。
可以說,前蘇聯是人類探月的先驅,很多第一都是前蘇聯取得的。事實上,早在上世紀60年代初期,由於受到蘇聯宇航員加加林首次飛翔太空的激勵(1961年4月12日),美國總統約翰肯尼迪擔心在太空競賽中敗給蘇聯,他立即開始建議美國宇航局(NASA)實施月球探測計劃,代號阿波羅工程,從1961年到1972年曆時約11年,進行了一系列載人登月飛行任務,這是世界航天史上具有劃時代意義的壯舉。
人類首次載人登月發生在1969年7月21日,美國宇航員阿姆斯特朗搭乘“阿波羅11號”在月球上留下深深的人類腳印,雖然這對個人來說是一小步,但是人類文明飛躍的一大步。從1969年到1972年,NASA的12名美國宇航員先後6次登月成功。之後,美國就再無登月計劃,直到最近又開始重新討論“重返月球計劃”。迄今爲止,40多年過去了,還沒有過其它探測器到月球軟着陸並進行探測研究。
無線電雷達是“阿波羅”太空船的聯絡通訊設備,當時世界上最先進的天文學射電望遠鏡參加阿波羅登月計劃,諸如美國阿雷西博305米口徑望遠鏡,還有澳大利亞64米口徑帕克斯望遠鏡,承擔了探月通訊、信號傳輸、導航的任務。
阿波羅計劃成就卓著,通過分析採集到的月球岩石樣本,科學家詳細地研究了月球的物質成份、這對於太陽系起源,地球和月球起源研究意義重大。宇航員針對月球的表面形態、重力、磁場、月震等進行了詳細研究和探索,並獲得了寶貴的認識宇宙的直接經驗。
1970年11月,蘇聯(俄國)發射的無人駕駛的“月球車”成功降落在月球上,這是世界上第一個成功軟着陸的月球車。1971年7月,“阿波羅15號”將兩名美國宇航員斯科特和歐文送到月球表面,進行了人類首次有人駕駛的月球車之旅,他們在月球表面停留了3天,在登月艙外的作業時間達18個半小時,駕駛月球車穿越的距離達10.5千米,一共收集了約77千克的月球岩石標本。
“月球車的出現,讓人類真正感覺‘駕馭’月球和‘馳騁’宇宙就在腳下。”張承民說,阿波羅計劃之後月球探測沉寂了一段時間,幾十年後又開始熱起來,包括美國發射的探測器在內,這一時期日本、歐洲、印度和中國的探測器更加側重科學目標,分別就月球表面的資源、天文學和地質學參數等進行不同側重點的探測。“嫦娥三號”選擇了很多紫外傳感器也是基於國外很多其他探測器已經在相關領域取得成果的考慮。
然而,質疑登月計劃的聲音也一直不絕於耳。那麼,我國發展航天登月計劃的意義何在?張承民告訴記者,人類登月的意義是極其巨大的,而且是非常必要的。月球是地球唯一的天然衛星,而且相對於太陽系內的其它衛星,月球的地位非常特殊。“嫦娥三號”登月的科學戰略意義大於商業利益。首先,登月不是實現短期的商業目標。雖然月球的資源和能源基礎材料豐富,但是實現其商業價值如同捨近求遠。國際上,有人提出開採豐富的月球氦-3用於核聚變,徹底解決地球的能源問題,姑且不說現在常溫核聚變難以實現,但是這種想法的性價比如同花費10克白金去找到1克黃金。
實際上,登月對整個國家的科技進步尤其是人類航天技術的發展意義非常重大。載人登月用的巨型火箭,基本上也可用於未來載人火星飛船的發射。美國阿波羅登月計劃就給美國帶來了重大的發展機遇。阿波羅登月花費幾百億美元,動員近30萬科技人員參加,約200多個大學、研究院所和工業部門介入,創造並帶動了1970年代後美國的近3000個項目的高科技產品和產業,爲加快美國工業現代化進程,確立美國的世界領導地位奠定了雄厚基礎。可以說,今天美國還在享用阿波羅登月工程的“紅利”。
更重要的是,隨着21世紀的全球化到來,現在人口已經超過70億,用不了30年人口超過百億,人類將面對人口增長的失控、溫室效應、極端氣候環境、陸地的能源危機、食物來源短缺等等困境。人類必然尋求新的出路,活動範圍將從陸地走向海洋、天空和太空,甚至考慮到適合人類居住的外星移民。所以,發展太空技術是擺在人類面前的客觀需要。
“探測月球的目的是將科學探索和未來空間開發經濟利益相結合,藉機開發和檢驗最新高科技成果,推進現代工業的更新升級,這包括自動化技術、光機電一體化、信息圖像處理傳輸技術,遠程遙感、雷達通訊和信號監測、精密機械加工工藝、極端環境的化學和材料技術、空間軌道研究和火箭技術、自控導航跟蹤,以上多學科的聯合協調和超大科學工程的組織管理運行等等。”張承民說,“我國發展多種先進的月球探測器,建立未來月球基地,進行月基科學研究,這必將造福全人類。爲了打破20世紀以來只有美蘇兩個國家對月球探測的壟斷局面,歐洲、日本、中國、印度和巴西等國家紛紛進行月球探測,新一輪的重返月球活動方興未艾。”
“迄今爲止,人類畢竟是已知的宇宙唯一的智能生物。浩瀚宇宙,地球不過是海灘的一粒細沙,人類在孤獨中漂泊,在地球這個搖籃裏度過自己的童年。登上月球好比是嬰兒爬出搖籃的一小步,但這是人類成長的里程碑,人類最終必然要衝出搖籃,奔向遙遠的宇宙深處。”張承民最後表示,隨着人類科技的進步,整個太陽系的資源都應當在可開採和可應用的範圍。這在目前可預見的技術水平上是可以實現的。在21世紀,尋找適合的外星去移民也許不是夢。我們人類需要繼續航天夢,向文明的深層次進化。
(來源:國土資源部網站)