“嫦娥”3號進(jìn)行登月前最后一項(xiàng)大型系統(tǒng)試驗(yàn)——熱真空試驗(yàn)的情景。

　　杭添仁 

　　新聞背景

　　美國“月球大氣與塵埃環(huán)境探測器”將于近日進(jìn)入月球軌道，正式執(zhí)行預(yù)定的月球探測任務(wù)。而今年12月，令人矚目的我國“嫦娥”3號月球探測器將發(fā)射升空，這是我國發(fā)射的第一個(gè)地外軟著陸探測器，也是美國“阿波羅”計(jì)劃結(jié)束后世界上重返月球的第一個(gè)軟著陸探測器。

　　事實(shí)上，自“阿波羅”計(jì)劃后，世界上新的月球探測熱潮已悄然生成，并將愈演愈烈……

　　發(fā)射的月球探測器無一失敗

　　第二輪“探月熱”瞄準(zhǔn)資源

　　至今，人類總共發(fā)射了130個(gè)月球探測器，其中美國60個(gè)，蘇聯(lián)64個(gè)，日本2個(gè)，中國2個(gè)，歐洲1個(gè)，印度1個(gè)，成功率大約為50%。

　　1958年至1976年的美蘇空間競賽，引發(fā)了首次探月高潮。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)和美國展開了以探月為中心的空間競賽，發(fā)射了上百個(gè)形態(tài)各異的月球探測器。

　　美國“阿波羅”計(jì)劃結(jié)束后，人類探月經(jīng)過了一個(gè)相對冷寂的時(shí)期。1976年至1994年，只有日本進(jìn)行過1次探月活動(dòng)。人們主要用較長時(shí)間進(jìn)行探月資料的消化、分析與綜合。

　　通過對“阿波羅”登月航天員取回的樣品研究發(fā)現(xiàn)，月球上有大量地球上少有的氦3，這是一種便宜、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料，這讓月球資源引起了人們更高的重視。美國于1994年1月21日和1998年1月6日分別發(fā)射的“克萊門汀”號、“月球勘探者”號探測器，發(fā)現(xiàn)月球兩極存在大量水冰，從而進(jìn)一步激發(fā)了人類新的探月熱情。

　　更重要的是，經(jīng)過多年發(fā)展，一些國家的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)實(shí)力有了較大提升，有能力參與到探月活動(dòng)中來。因此，新一輪探月熱潮，已不僅是美蘇競賽，而是多國角逐。

　　第二輪“探月熱”與第一輪有明顯的不同：探測月球的目的由冷戰(zhàn)時(shí)期主要滿足政治和科學(xué)需要，改變?yōu)榘芽茖W(xué)探索和經(jīng)濟(jì)利益相結(jié)合，以探測月球資源為主，為未來月球資源開發(fā)、利用打基礎(chǔ)，且所發(fā)射的各類月球探測器無一失敗，這表明人類探月技術(shù)有了較大提高。

　　總的來說，人類的月球探測方式可為探月、登月和駐月三大步——“探、登、駐”。目前，美國已完成了前兩步，未來將走第三步，即建立月球基地，長期駐月。蘇聯(lián)/俄羅斯完成了第一步，未來將走第二步。中國、歐洲、日本、印度等目前都完成了第一步第一階段任務(wù)，即繞月探測，今后將實(shí)施第一步第二、三階段任務(wù)，即落月、取樣返回探測，從而完成第一大步中的“繞、落、回”三小步任務(wù)，逐步積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，最終也將完成登月和駐月兩大工程。

　　更多國家加入探月俱樂部

　　21世紀(jì)“重返月球”漸入佳境

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來，越來越多的國家參與了探月俱樂部，使探月呈現(xiàn)出精彩紛呈的新局面。

　　2003年9月27日，歐洲率先發(fā)射了“斯瑪特”1號月球探測衛(wèi)星。它是世界第一個(gè)正式應(yīng)用太陽能電推進(jìn)系統(tǒng)飛向月球的空間探測器，還對月球進(jìn)行了研究和繪圖。

　　2007年9月14日，日本發(fā)射了“月女神”1號月球探測衛(wèi)星。它由1個(gè)主探測器和2個(gè)子探測器組成，所攜帶的科學(xué)儀器不僅多，而且有些儀器的探測精確度是以往同類儀器的10至100倍，并首次精確探測了月球重力場。

　　2007年10月24日，我國發(fā)射了“嫦娥”1號月球探測衛(wèi)星。它在世界上首次使用微波探測儀測量了月球的微波輻射特征。在壽命末期，為了給探月二期工程“探路”，積累落月過程控制和軌道測定方面的經(jīng)驗(yàn)，“嫦娥”1號于2009年3月1日受控撞擊了月球豐富海區(qū)域。

　　2008年10月22日，印度發(fā)射了“月船”1號月球探測衛(wèi)星。它具有體積小、質(zhì)量輕、造價(jià)低、眼神好等特點(diǎn)，但主要采用國際合作方式實(shí)施，其所攜帶的11臺(tái)科學(xué)儀器，有6臺(tái)是國外研制的。

　　2009年6月18日，美國用1枚火箭發(fā)射了2個(gè)月球探測衛(wèi)星——“月球勘測軌道器”和“月球坑觀測與感知衛(wèi)星”。前者在距月面50千米軌道飛行，分辨率優(yōu)于1米，為目前世界最高，且仍在工作；后者是世界首個(gè)專用撞擊式月球探測器，它于2009年10月9日猛烈撞擊了月球，確認(rèn)了月球上有不少水。

　　2010年10月1日，我國發(fā)射了“嫦娥”2號月球探測衛(wèi)星。它是我國探月二期工程的技術(shù)先導(dǎo)星，用于試驗(yàn)和驗(yàn)證今年12月發(fā)射的“嫦娥”3號月球探測器將使用的部分關(guān)鍵技術(shù)，并勘察了預(yù)選著陸區(qū)。2011年4月1日，嫦娥2號在設(shè)計(jì)壽命期滿后，開展了三項(xiàng)拓展試驗(yàn)，最終在世界上首次獲得7米分辨率全月球立體影像。

　　2011年9月10日，美國發(fā)射了 “月球重力恢復(fù)和內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室”(簡稱“圣杯”)。它由兩個(gè)一模一樣的月球探測衛(wèi)星組成，主要任務(wù)是更精確地測量月球的重力場，進(jìn)一步了解月球的熱演變，從而研究月球的起源和演變。

　　未來數(shù)年“探月熱”更精彩

　　探測器功能不斷改進(jìn)

　　據(jù)報(bào)道，俄羅斯未來幾年在月球探測上要連續(xù)發(fā)力：2015年將發(fā)射“月球”25號，它是俄羅斯重啟月球任務(wù)的第一個(gè)月球探測器，降落于月球南極，用于分析月球風(fēng)化層和當(dāng)?shù)赝獯髿鈱?，并對月?0厘米以下的揮發(fā)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；2016年至2017年將發(fā)射月球中繼衛(wèi)星——“月球”26號，它負(fù)責(zé)將位于月球表面科研設(shè)備采集的數(shù)據(jù)傳回地球；2017年將發(fā)射的“月球”27號也稱為“月球資源”探測器；2019年將發(fā)射的“月球”28號用于完成取樣返回任務(wù)；2020年前后發(fā)射的“月球”29號任務(wù)是攜帶月球車著陸月球。

　　2015年，日本將發(fā)射“月女神”2號著陸器；2018年，將發(fā)射月球取樣返回探測器；2025年前，將發(fā)射行走機(jī)器人登月。日本還擬在月球上建設(shè)太陽能電站。

　　2017年，印度將發(fā)射“月船”2號月球探測器，它由一個(gè)軌道器、一個(gè)著陸器和一輛月球車組成。

　　歐洲原定在2019年將發(fā)射月球探測器，它由著陸器和巡視器組成，在月球的南極登陸，目的是尋找月球上的水源，為未來完成載人登月任務(wù)的航天員提供生存資源，同時(shí)為人類移居月球鋪平道路。但該計(jì)劃可能因?yàn)榻?jīng)費(fèi)不足而落空。不過，歐洲航天局現(xiàn)正擬用3D打印技術(shù)建造月球基地，歐洲已用1.5噸的模擬月壤造出了一塊基地建材樣品，如能進(jìn)一步解決相關(guān)問題，建造月球基地的宏偉工程將變得更加簡單。

　　韓國將與美國合作，在2017年發(fā)射試驗(yàn)型月球軌道器，然后以此為基礎(chǔ)在2020年發(fā)射自主研發(fā)的月球軌道器和月球著陸器。韓國原定計(jì)劃在2023年和2025年研制出月球軌道器和著陸器，但樸槿惠總統(tǒng)在大選承諾中表示要在2020年前完成登月計(jì)劃，所以研發(fā)日期也隨之被大幅提前。

　　2018年前后，我國將發(fā)射“嫦娥”5號月球采樣返回探測器，對月球進(jìn)行精查。其核心任務(wù)是實(shí)現(xiàn)月球樣品采集并自動(dòng)返回地球，供科學(xué)家更深入地了解月球。屆時(shí)，“嫦娥工程”的“繞、落、回”將全部完成。

　　另外，據(jù)《2011年中國的航天》白皮書透露，我國正在開展載人登月前期方案論證，已有中國科技專家建議我國在2025年或2030年進(jìn)行載人登月。

　　延伸閱讀

　　私營公司為探月“打擂臺(tái)”

　　國際上正在舉辦的“谷歌月球X大獎(jiǎng)賽”，有20多個(gè)私人隊(duì)參賽。一等獎(jiǎng)為3000萬美元，將獎(jiǎng)勵(lì)給首個(gè)成功發(fā)射機(jī)器人探月器并成功登陸月球的公司。參賽的探月器在登陸后必須行進(jìn)500米并向地球傳回視頻、圖片和數(shù)據(jù)。

　　如果探月器不是首個(gè)在月面著陸，但在月球行駛了5千米；或拍攝到了“阿波羅”登月的一些遺跡；或證實(shí)了月球上水的存在；或挺過了月球的夜晚，等等，也可獲得500萬美元獎(jiǎng)金。

　　不過，所有參賽者要想獲得獎(jiǎng)金，必須在2015年年底前做到這些。