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科技前沿

2024-07-17 05:24| 来源: 网络整理| 查看: 265

从嫦娥奔月、玉兔捣药、吴刚伐桂的神话故事,到“举杯邀明月”“千里共婵娟”的经典诗句,38万公里外的那轮明月是中华民族数千年来魂牵梦绕的存在。近日,中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁在出席中国科协年会时表示,实施载人登月方面,中国目前正在开展关键技术攻关和实施方案深化论证,计划2030年前后实现载人登陆月球。

月球是人类探索太空的第一站,也是展现国家综合实力和科技水平的重要标志。2004年,我国探月工程批准立项,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“绕、落、回”三步走总体规划,逐布开展“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”工作。自此之后,月球探测的每一个大胆设想、每一次成功实施,都是我们认识和利用星球能力的充分展示。

01

探月十余年,“嫦娥”收获多多

进入新世纪伊始,我国作出实施探月工程的重大战略决策,确定“绕、落、回”三步走总体规划。即一期工程(绕):2007年实现绕月探测;二期工程(落):2013年前后实现月面软着陆探测与巡视探测;三期工程(回):2020年前后实现月面采样返回。

2007年10月24日,嫦娥一号探测器成功发射,作为中国首颗绕月人造卫星用于获取月球表面的三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度等,中国也成为世界第五个发射月球探测器的国家地区;

2010年10月1日,嫦娥二号发射升空,完成既定任务后不断拓展试验,并成为第一颗绕太阳飞行的人造行星,创造了中国航天器数亿公里的最远飞行纪录;

2013年12月2日,嫦娥三号发射升空,不久后在月球西经19.5°、北纬44.1°的虹湾区精准着陆,“玉兔号”的足迹刻在了月球上,中国随之成为世界上第三个月面着陆的国家;2014年10月24日,再入返回飞行试验器发射升空,为实施嫦娥五号奠定基础;

2019年1月3日,嫦娥四号软着陆在南极—艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑,率先在月背留下人类印记,中国实现世界首次月球背面软着陆和巡视探测,实现航天工程技术和空间科学的双重跨越和创新;

2020年11月24日,嫦娥五号成功发射,28日进入环月轨道,不久后首次实现我国月面无人自动采样返回。这是时隔44年后人类再次采回月球样品,也意味着我国探月工程“绕、落、回”三步走规划的收官之战取得圆满成功。

从嫦娥一号到嫦娥五号,伴随着探月工程的深入实施,浩瀚太空一次次留下中国人的印记,探月精神的内涵也不断丰富,并发挥着强大的精神引领作用,成为探月工程不断成功的制胜法宝。

2020年11月24日4时30分,我国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,火箭飞行约2200秒后,顺利将探测器送入预定轨道,开启我国首次地外天体采样返回之旅。这是长征五号遥五运载火箭发射。新华社记者 金立旺 摄

2020年12月17日凌晨,历时23天的太空之旅,嫦娥五号返回器携带月球岩石和土壤样品在内蒙古四子王旗着陆场安全着陆。

嫦娥五号作为当时中国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,一举突破月面采样、月面起飞上升、月球轨道交会对接与样品转移、跳跃式再入返回等关键技术,经过环环相扣的飞行过程,带回1731克月球样品,成为世界单次采样量最大的无人月球采样任务。围绕嫦娥五号带回的月壤,科研人员取得多项研究成果。目前,已经完成6批258份、共77.68克月球样品发放,在国内外权威期刊发表论文70余篇。代表性的科学发现主要包括三方面内容:一是通过对月球样品研究,测定年轻的玄武岩形成时间为20.30亿年,比人类以往认知延长了8亿年,揭示了月球“晚年”演化历史;二是在月球晚期岩浆活动成因方面,推翻了岩浆源区富含放射性元素提供热源、富含水降低岩石熔点的2个主流假说;三是发现了第六种月球新矿物“嫦娥石”。

图为2021年2月27日在中国国家博物馆拍摄的月球样品001号。新华社记者 金良快 摄

02

4亿公里外留下印迹

月球上中国地名达35个

月球上除了出现我国着陆器、探测器的身影,还充斥着很多独具韵味的东方元素。这些元素以月球地理实体命名的形式,标记着月球上的山脉、盆地、环形坑等,见证着中国探月的脚步,也展现着中国文化的浪漫。

1922年,国际天文学联合会(IAU)在其首次会员大会上成立了月球地名命名执行委员会,开始对月球地理实体命名进行规范化、标准化。经过几十年的发展和修订,IAU逐步制定出一套月球地理实体的命名程序和规则。

月球上地理实体命名,不仅是起一个名字那么简单,与其探测成果、科研水平、国际贡献相关。目前月球上以中国元素命名的地名共35个。除了我国自主申报的命名,还有一些是由其他国家申请的、大多以中国古代科学家和神话传说人物命名的地理实体命名。

“毕昇”“蔡伦”“张钰哲”3个环形坑的命名,实现了我国月球探测工程科学应用成果,在国际月球地理实体命名上零的突破。2007年10月,我国成功发射嫦娥一号卫星,开启了月球地理实体命名的自主申请阶段。2010年,我国科学家利用嫦娥一号影像数据向IAU首次提出了月球地理实体命名的申请并获批准,获得位于月球北极和南极的“毕昇”“蔡伦”和“张钰哲”3个环形坑的命名。

嫦娥一号科研成果命名的月球地理实体。图片来源:“中国的航天”微信公众号

2015年10月,嫦娥三号着陆区4个月球地理实体命名被正式批准。嫦娥三号着陆器和玉兔号月球车勘探过的周边方圆77米区域命名为“广寒宫”,附近3个较大的环形坑分别命名为“紫薇”“天市”和“太微”。“广寒宫”名称的正式批准,让中国神话故事中的“嫦娥”和“玉兔”在“广寒宫”相聚,是中国传统文化与现代科技的完美结合。“紫薇”“天市”和“太微”则是我国古代天文星图“三垣四象二十八宿”中的“三垣”,这开创了使用我国古代天文学体系中的名称命名月球地理实体的先河。

嫦娥三号着陆区域的命名地理实体。图片来源:“中国的航天”微信公众号

2019年,嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。我国在月球上又增加了5个月球地理实体命名:着陆点命名为“天河基地”;着陆点所在冯·卡门坑内的中央峰命名为“泰山”。着陆点周围呈三角形排列的3个环形坑,分别命名为“织女”“河鼓”和“天津”,这三个名称取自二十八星宿中的星官。

嫦娥四号着陆区域的命名地理实体。图片来源:“中国的航天”微信公众号

国际天文学联合会公布的月球表面地貌命名。图片来源:“中国航天报”微信公众号

新增的8个中文地名。图片来源:“中国航天报”微信公众号

03

7年内实现载人登月

中国准备好了吗?

今年7月,中国载人航天工程办公室发布《关于征集载人月球探测工程月面科学载荷方案的公告》,而随后在武汉举办的第九届中国(国际)商业航天高峰论坛上,中国载人航天工程办公室副总设计师张海联介绍了登月的初步方案。他指出,“我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索,其后将探索建造月球科研试验站,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。”

据了解,我国载人登月的初步方案是:采用两枚运载火箭分别将月面着陆器和载人飞船送至地月转移轨道,飞船和着陆器在环月轨道交会对接,航天员从飞船进入月面着陆器。其后,月面着陆器将下降着陆于月面预定区域,航天员登上月球开展科学考察与样品采集。在完成既定任务后,航天员将乘坐着陆器上升至环月轨道与飞船交会对接,并携带样品乘坐飞船返回地球。

目前,我国已全面部署开展各项研制建设工作:负责发射我国新一代载人飞船/月面着陆器而全新研制的高可靠、高安全的载人运载火箭——长征十号运载火箭各项研制工作正在推进中,该型火箭衍生出的无助推构型火箭可执行空间站航天员及货物运输任务,主要用于将月面着陆器和登月飞船送入地月转移轨道,是实现我国2030年前载人登陆月球和航天强国建设的重要战略支撑,预计2027年具备首飞条件。

据悉,除长征十号运载火箭、新一代载人飞船,科研人员也在有序推进月面着陆器、登月服、载人月球车等探月装备研制工作,于长白山和日喀则两地分别建设的新望远镜也将为我国探月工程提供更多观测保障。相信以目前的研究进展,不断涌现的新装备将为中国载人登月计划提供最强助力。

来源:科创中国

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原标题:《科技前沿|载人登月,中国会领先一步吗?》

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