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打开深空探测的“视界”:2030年中国宇航员或可登月

科普小知识 2022-02-13 10:31:26
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夜空中最亮的星星无法与月亮相比。中国盛唐诗人李白曾写道:“举杯邀明月,影随三人”;今天,李白的继任者将很快能够拥抱明月。

1969年7月20日,阿波罗11号在静海着陆。《飞向月球》成为人类在月球上播放的第一首歌曲。宇航员尼尔.阿姆斯特朗在月球上迈出的一小步终于成为人类在50年后重启登月计划的一大步。

打开深空探测的“视界”:2030年中国宇航员或可登月

五十年前,中国没有太空探索计划。今天,中国的探测器已经在月球背面着陆,探索其他国家无法到达的地区。下一个登月舱可能会用中文向地球问好。

"如果下一个来自月球的声音说中文,我不会感到惊讶。"美国海军战争学院的空间政策专家乔安·约翰逊·弗里斯教授说。

玉兔登陆,嫦娥奔月

今年1月,中国航天科技集团公司发布了《中国航天科技活动蓝皮书(2018)》,介绍了2019年航天任务的总体情况。除载人航天工程外,长征五号乙运载火箭已全部研制成试验样品,空间站核心舱的研制已按计划顺利实施。被称为“胖五”的长征五号乙运载火箭将再次着陆。嫦娥五号将实现中国首次月球取样返回,这在技术上是困难的和系统的,并且是月球探测项目的一个里程碑式的任务。

这将是自1976年以来的第一次。

2013年,月球车玉兔在月球表面软着陆,标志着中国成为继美国和俄罗斯之后第三个在月球表面软着陆的国家。

去年12月8日,长征三号运载火箭“嫦娥四号”月球探测器从中国西南的西昌卫星发射中心发射升空。今年1月3日,嫦娥四号经过26天的等待,在月球背面的南极艾特肯盆地的冯卡门撞击坑着陆,实现了人类探测器在月球背面的首次软着陆。

嫦娥四号的“登月”也标志着中国探月工程第二阶段的圆满完成。该项目的下三个阶段将包括嫦娥五号任务,以实现月球自动取样和返回的科学目标,并对月球样品进行地面分析和研究。

中国科学院上海技术物理研究所的王建宇院士告诉第一财经记者,嫦娥五号将在发射后几年内返回地面。“这也将是人类探测器首次登陆月球并返回地球。”王建宇说。

中国的月球取样计划也表明,新时代的登月计划与50年前不同。与在月球上竖起国旗相比,中国对利用月球上的资源更感兴趣。月球两极深处的水不仅能帮助人类维持生命,还能推动宇宙飞船进入宇宙。然而,地球上的稀有元素,如氦-3,可以从月球运输回来,产生几乎无限的能量。

氦-3是一种高效、清洁、安全和廉价的核聚变燃料,已被世界公认。

总部位于香港的咨询公司奥比塔尔网关(ObitalGateway)的创始人布莱恩·库奇奥(BlaineCurcio)表示,中国的技术正在赶上美国。“如果中国做得越来越好,它有可能在某个时候成为深空探测的主导力量。”他说。

中国宇航员可能在2030年登上月球

中国正在考虑在十年内将宇航员送上月球。

根据美国《科学》周刊7月19日发表的一篇题为“中国当前和未来的月球探索计划”的文章,到2030年,中国将有能力允许宇航员在月球表面行走,并在月球南极建立一个完全由人工智能操作的研究站。

这篇文章是由中国*月球探测队的科学家为纪念阿波罗登月50周年而写的。通讯员是中国科学院国家空间科学中心主任王驰。文章概述了月球探测技术的未来挑战,并详细解释了中国将如何以务实的方式解决这些问题。

文章认为,从技术水平、航天器选择、经济承载能力和成本效益比等方面考虑,中国2020年的后续月球探测任务仍将以机械探测为主要方向。到2030年,机器人技术将足够成熟,能够支持月球基地的升级,使其适合居住。

一位参与嫦娥探测器有效载荷任务开发的研究人员告诉第一财经新闻:“中国目前的探月任务是为一个更雄心勃勃的计划做准备,包括材料运输和生态舱实验,同时也是为了证明载人登月的可行性。”

虽然目前许多国家都有自己的探月计划,但只有中国和美国在认真考虑载人登月任务。美国总统特朗普希望建立一个“太平洋空军”,并加速美国宇航局重返月球。特朗普现在希望美国能在2024年重返月球,相比之下,美国最初计划在2028年登陆月球。

为了实现这个目标,美国宇航局可能需要多达300亿美元。在现阶段,美国宇航局的预算是215亿美元,特朗普*正在寻求另外16亿美元,以资助本财政年度的重返月球计划名为阿尔特弥斯。

这也意味着美国宇航局将需要数十亿美元来满足未来登月的最后期限。

特朗普已经授权美国国家航空航天局使用埃隆马斯克的太空探索公司(SpaceX)和杰夫贝佐斯的蓝源公司(BlueOrigin)等承包商来实现这一目标,这将大大降低其登月计划的成本。

马斯克最近在接受《时代》杂志采访时雄心勃勃地说,“我想我们可以在不到两年的时间里登上月球,然后再过一两年,我想我们也许可以把某人送回月球。”

库尔乔说:“中国将会有一个比美国国家航空航天局、太空探索技术公司和蓝色起源公司更复杂的太空计划,这是完全合理的。中国的太空计划距离美国只有10到15年的时间,他们仍在努力追赶。”

嫦娥系列探测器和火星探测器的总指挥兼总设计师顾问叶培建院士解释了中国为什么要登月,并说:“如果我们现在能登上月球,但不去做,那么我们的后代将会责怪我们。”

打开深空探测的“地平线”

中国的登月计划是进一步探索深空的第一步。中国探月工程总设计师吴今年3月表示,中国将在2020年探索火星,并将通过火星卫星、火星着陆器和火星探测车共同探索火星。根据“嫦娥之父”欧阳自远院士和中国探月工程首席科学家发布的最新消息,月球车已经建成。

根据该计划,中国的火星探测计划将一次性完成火星的“盘旋、坠落和巡逻”,获取独立的火星探测科学数据,实现深空探测技术的飞跃。2028年,中国还将执行火星取样返回任务。

"我认为4亿公里现在是一个令人头痛的问题."嫦娥四号探测器的总设计师孙泽洲在上个月的一次采访中透露,“这种探测器以前没有在任何国家实施过,因为它非常困难,这也反映了中国在空间技术发展方面的‘开拓精神’。”4亿公里是地球和火星之间的距离,是地球和月球之间38万公里距离的1052倍。

与月球探测器相比,火星探测器有两大困难。一是火星离地球更远,通信链路更长,延迟更长。这意味着在火星着陆的过程中,一切都必须由探测器独立完成。

“在嫦娥探月器上,中国已经实现了对登月的自主控制,而这项技术也将在火星探测器上发挥作用。此外,中国还采用了各种先进技术,如激光测速、着陆相机与月球探测器激光三维成像雷达相结合。中国科学院上海技术物理研究所的一名研究员告诉第一财经记者。

目前,最重要的是发射“胖五”长征五号重型火箭。第一位财经记者了解到,长征五号是一种超重型火箭,可以将大量有效载荷送入轨道,帮助中国发射望远镜研究黑洞,将宇航员送上月球,并建造空间站。今年的嫦娥五号,明年的火星探测器,以及未来空间站的核心模块都是由长征五号重型火箭推进的。中国航天科技集团公司副总经理杨今年早些时候表示,长征五号有可能在今年7月再次发射。