月球,不過是太陽系內(nèi)圍繞地球運(yùn)行的一顆普普通通的衛(wèi)星而已,中國人卻賦予它更多的寓意——月宮、思念、團(tuán)圓、美好、永恒。中國人是世界上最浪漫的一個群體,我們的古人將月亮想象成天上的廣寒宮,并流傳下來嫦娥奔月、玉兔搗藥、吳剛折桂、天狗吞月等故事,古代的文人騷客更是以月亮為題材,寫下了無數(shù)傳頌千古的詩詞歌賦。 登上月球,早已成為千百年來人們的夢想。在現(xiàn)代科學(xué)的定義中,登月是指人類利用自身開發(fā)的載人航天器將人類的宇航員送上月球的過程。 然而,登月是一項十分浩大的工程,需要投入無數(shù)的人力物力和財力,其結(jié)果也不一定能令人滿意。上個世紀(jì),最早發(fā)射人造衛(wèi)星、最早發(fā)射月球探測器的強(qiáng)大蘇聯(lián)都沒能夠完成這一壯舉,更不要說其他實力平平的國家了。 迄今為止,全世界只有美國在上世紀(jì)六十年代末至七十年代初登上過月球,不過那已經(jīng)過去整整50年了。在阿波羅11號宇航員登上月球的時候,我們甚至還沒有制定自己的載人航天計劃。事實上,那時的我們對于登月這一壯舉想都不敢想。 現(xiàn)如今,我們國家的科技水平日新月異,發(fā)展的速度可以說遙遙領(lǐng)先于世界上任何一個國家。在過去的20年當(dāng)中,我們不僅實現(xiàn)了載人航天,還建立了自己的空間站,發(fā)射了多顆月球探測器,甚至還圓滿完成了火星探測任務(wù)。 這幾天,中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁院士介紹了我國最新的探月計劃。根據(jù)他的展望,我國將在2030年前后實現(xiàn)載人登月。 2004年,中國正式啟動月球探測工程,并命名為“嫦娥工程”。截至目前,這一工程已經(jīng)圓滿完成了繞月、落月、返回三個階段的任務(wù)。當(dāng)前,探月四期工程已全面啟動,中國航天將陸續(xù)發(fā)射嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號探測器,開展任務(wù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和國際月球科研站基本型建設(shè)。 據(jù)了解,這個月球科研站基本型將建在月球的南極附近。為什么要選擇這個地方呢? 因為月球的自轉(zhuǎn)軸傾角只有1.5°,這就意味著月球上的“四季”變化很小,月球的南極地區(qū)可能有連續(xù)180多天的極晝,也就是說這個地方常年都有日照。在有光照的條件下,溫度會高一些,太陽能光伏板也能夠正常運(yùn)作,這將有利于航天員和科研設(shè)備的持續(xù)工作。值得一提的是,我們國家是第一個提出在月球南極建立科研站的國家。 毫無疑問,載人登月將會面臨無數(shù)的技術(shù)難題。這其中,大推力運(yùn)載火箭的研制是最難啃的骨頭之一。上世紀(jì)美蘇搞太空競賽的時候,就是因為美國率先研制出了“土星五號”大推力運(yùn)載火箭,而蘇聯(lián)遲遲沒有搞出來,所以才讓美國捷足先登,搶先一步踏上了月球。 按照規(guī)劃,中國航天將會為載人登月工程專門研制一款新的載人火箭,這款火箭的直徑為5米,全長90米,火箭的起飛重量約2000噸,能夠把25噸的有效載荷送入奔月軌道,或?qū)?0噸的有效載荷送入近地軌道。這款火箭預(yù)計在2026年首飛,到2030年之左右執(zhí)行載人登月任務(wù)。 除了載人火箭之外,中國航天還為登月工程準(zhǔn)備了大推力貨運(yùn)火箭——長征九號。長征九號運(yùn)載火箭的芯級最大直徑為10米,長度達(dá)到了100米,起飛質(zhì)量超過4000噸,能夠把50噸的有效載荷送入奔月軌道,或?qū)?40噸的有效載荷送入近地軌道。目前,長征九號運(yùn)載火箭已經(jīng)進(jìn)入立項后續(xù)階段,預(yù)計將在2028年左右首飛。 除了運(yùn)載工具的問題,載人登月工程還要解決能源問題、通信問題和航天員生命保障問題等諸多難題。比如要實現(xiàn)月球和地球之間的通信,必須首先考慮到兩者之間38萬公里的超長距離,在這么遠(yuǎn)的距離下,光是信號傳輸就要延遲兩秒鐘。 再比如能源問題,目前比較可靠的能夠用于載人登月的能源系統(tǒng)是可控核能系統(tǒng),可以保障大功率長時間的供電需求。 實現(xiàn)載人登月不是目的,而是一個新的開始,這才是我們實施該工程的真正意義。一方面,我們通過載人登月,在月球上建立前沿基地,能夠把月球當(dāng)作未來探索火星、探索其他星系的中轉(zhuǎn)站和發(fā)射場。與地球相比,在月球上發(fā)射火箭的引力更小,火箭擺脫月球引力所需的推力更小,從而最大限度地節(jié)約成本,降低技術(shù)難度。 另一方面,月球上擁有豐富的資源,比如對人類來說非常重要的氦-3,它是實現(xiàn)可控核聚變所必須的清潔核能源。氦-3每噸價值30億美元,而月球上擁有上百萬噸氦-3儲量。 |
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