隨著神舟四號(hào)飛船的即將上天，中國(guó)很快就將在載人航天領(lǐng)域跨出自己那炫目的一步。至此，航天領(lǐng)域的“三駕馬車(chē)”中，中國(guó)在衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天兩個(gè)方面快馬加鞭，取得了讓世人嘆服的成就。
于是，中國(guó)航天人又將探尋的目光轉(zhuǎn)向了月球。他們希望，中國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃的提出和實(shí)施，能成為我國(guó)邁向深空探測(cè)的第一步。
探月三步走，走出自己特色
2000年11月，中國(guó)發(fā)表《中國(guó)的航天》白皮書(shū)，在近期發(fā)展目標(biāo)中明確提出“開(kāi)展以月球探測(cè)為主的深空探測(cè)的預(yù)先研究”。由此，我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃開(kāi)始“浮出水面”。
在制定計(jì)劃時(shí)，航天專(zhuān)家普遍達(dá)成共識(shí)：雖然我們起步較晚，但中國(guó)的月球探測(cè)活動(dòng)不會(huì)重復(fù)別人已經(jīng)做過(guò)的工作。中國(guó)的月球探測(cè)計(jì)劃起點(diǎn)要高，要有特色，要科學(xué)地選擇我國(guó)進(jìn)行月球探測(cè)的目標(biāo)，既要填補(bǔ)我國(guó)月球探測(cè)的空白，也要為人類(lèi)建立月球基地增添新的科學(xué)依據(jù)。
根據(jù)中國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃首席科學(xué)家、國(guó)家天文臺(tái)歐陽(yáng)自遠(yuǎn)院士介紹，我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃將分三步走：
第一步，利用我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)和條件，向月球發(fā)射月球探測(cè)衛(wèi)星。月球探測(cè)衛(wèi)星將繞環(huán)月軌道運(yùn)行，對(duì)月球進(jìn)行遙感探測(cè)，除了探明月球上蘊(yùn)藏豐富的氦3、鐵、鈦、水冰等能源和資源外，還將查明月球表面的環(huán)境、地貌、地質(zhì)構(gòu)造與物理場(chǎng)，爭(zhēng)取對(duì)月球的形貌特征、資源性元素分布規(guī)律及開(kāi)發(fā)利用前景有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。
第二步，使用月球車(chē)在月球“軟著陸”，腳踏實(shí)地地在月球上進(jìn)行探測(cè)。
第三步，機(jī)器人登上月球，在月球有代表性的區(qū)域進(jìn)行采樣，完成任務(wù)后返回，為載人登月并返回做準(zhǔn)備。
事實(shí)上，中國(guó)為探測(cè)月球所做的準(zhǔn)備已經(jīng)開(kāi)始了。據(jù)了解，目前包括多家高校在內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)，正在展開(kāi)研制月球車(chē)的“競(jìng)賽”，一些研究機(jī)構(gòu)因?yàn)樵虑蜍?chē)研制技術(shù)日益成熟，已有些按捺不住，迫不及待地在媒體展開(kāi)了宣傳，期望在日后的月球探測(cè)計(jì)劃技術(shù)招標(biāo)中，自己設(shè)計(jì)的月球車(chē)能夠受到青睞。
中國(guó)還專(zhuān)門(mén)成立了一個(gè)空間機(jī)器人的研究機(jī)構(gòu)，目前該中心已設(shè)計(jì)出多種太空機(jī)器人，其中用于月球表面探測(cè)的機(jī)器人輕小靈巧，會(huì)自由移動(dòng)、爬坡和躲避障礙，并能適應(yīng)月球上大溫差和輻射等環(huán)境。
長(zhǎng)三甲火箭加?xùn)|方紅三號(hào)衛(wèi)星
“探月三步走”已確定，但第一步如何走？我國(guó)將采取什么方法，怎樣發(fā)射自己的月球探測(cè)衛(wèi)星？這始終還是個(gè)謎。
不久前，在北京航空制造工程研究所組織的一次學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)上，中國(guó)運(yùn)載火箭研究院火箭總指揮龍樂(lè)豪院士抑制不住自己的激動(dòng)，向人們講述了正在醞釀中的我國(guó)月球探測(cè)第一步計(jì)劃的大致構(gòu)想。
龍?jiān)菏拷榻B，采用多級(jí)大推力火箭，發(fā)射1至2噸的月球探測(cè)器進(jìn)入環(huán)月軌道，環(huán)繞月球進(jìn)行探測(cè)，是我國(guó)首次月球探測(cè)計(jì)劃的基本設(shè)想。
“使用長(zhǎng)三甲火箭作運(yùn)載工具，將東方紅三號(hào)衛(wèi)星稍作改進(jìn)，依靠現(xiàn)有技術(shù)，一旦立項(xiàng)，我國(guó)有望在3年內(nèi)發(fā)射月球探測(cè)衛(wèi)星。”龍?jiān)菏康臉?lè)觀(guān)是大家始料未及的。
航天界人士認(rèn)為，其實(shí)我國(guó)現(xiàn)在就已基本具備發(fā)射月球探測(cè)衛(wèi)星的技術(shù)條件。
一個(gè)不可否認(rèn)的事實(shí)是，雖然我國(guó)航天技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平相比還有很大差距，但目前運(yùn)載火箭技術(shù)及運(yùn)載能力卻大大超過(guò)美國(guó)和前蘇聯(lián)三四十年前進(jìn)行第一輪探月時(shí)的能力。
醞釀中的我國(guó)探月計(jì)劃，運(yùn)載火箭一共有三大類(lèi)型九種方案可供選擇。其中，我國(guó)自行研制的長(zhǎng)三甲系列的3種火箭，可分別將1600千克、2400千克和3300千克的探測(cè)器直接送入奔月軌道，由于它們運(yùn)載能力大，并且已成功進(jìn)行過(guò)10次發(fā)射，因此長(zhǎng)三甲火箭是發(fā)射探月飛行器首選。
專(zhuān)家們還樂(lè)觀(guān)估計(jì)，即便是在將來(lái)，在月球探測(cè)器既要在月球表面著陸，又要從月球返回地球，所需的發(fā)射質(zhì)量較大的情況下，中國(guó)規(guī)劃中的最大運(yùn)載能力達(dá)到28噸的新一代運(yùn)載火箭，也能完全滿(mǎn)足要求。
研制月球探測(cè)器不是新手
事實(shí)上，中國(guó)在研制月球探測(cè)器上并不是新手。從1962年起，中國(guó)就開(kāi)始對(duì)“月球號(hào)”、“徘徊者”、“勘測(cè)者”、“月球軌道”和“阿波羅”等月球系列探測(cè)器進(jìn)行跟蹤研究，還參與了阿波羅17號(hào)樣品的研究工作，中國(guó)已有多年研制空間環(huán)境探測(cè)器和空間遙感器的能力與經(jīng)驗(yàn)。
目前，月球探測(cè)器的各個(gè)分系統(tǒng)，如結(jié)構(gòu)、熱控制、姿控、軌控、電源、測(cè)控、數(shù)據(jù)管理等，我國(guó)基本可利用現(xiàn)有的研制成果。
我國(guó)歷經(jīng)10年研制的“東方紅三號(hào)”是我國(guó)目前性能最為優(yōu)良的通訊衛(wèi)星，自1997年5月12日發(fā)射升空后，至今已在太空安全運(yùn)行5年。這是一顆有著箱形結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星，太陽(yáng)能電池板像兩只翅膀一樣分布在衛(wèi)星的兩旁，最大跨度達(dá)18.1米。它最受月球探測(cè)專(zhuān)家們青睞的是，“東方紅三號(hào)”衛(wèi)星平臺(tái)就像是“一臺(tái)卡車(chē)”，既可以搭載通信系統(tǒng)成為通信衛(wèi)星，也可以搭載探測(cè)器搖身變成一顆月球探測(cè)衛(wèi)星。
此外，我國(guó)現(xiàn)有的地球測(cè)控網(wǎng)也完全能夠勝任月球探測(cè)的遙測(cè)和遙控任務(wù)。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)展了大量的空間科學(xué)研究，先后利用探空火箭和衛(wèi)星測(cè)量了近地空間的磁場(chǎng)、太陽(yáng)射線(xiàn)、宇宙射線(xiàn)、高能質(zhì)子、電子等，還對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在空間探測(cè)方面積累了相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)，這些都為月球探測(cè)奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
113個(gè)小時(shí)飛臨月球
龍?jiān)菏拷榻B，一般而言，將月球衛(wèi)星送入環(huán)月軌道有兩種方式。一是依靠運(yùn)載火箭直接將月球衛(wèi)星送入環(huán)月軌道，第二種是先用運(yùn)載火箭把月球衛(wèi)星送入地球軌道，再由月球衛(wèi)星依靠自身動(dòng)力加速進(jìn)入環(huán)月軌道。這兩種方法各有利弊，未來(lái)我國(guó)探月計(jì)劃究竟采用哪種方案，還需進(jìn)一步論證。
一種典型的軌道發(fā)射方案是：先用運(yùn)載火箭將月球探測(cè)器送入近地軌道，在離地球3000公里的高空進(jìn)行修正后，飛向月球并最終將衛(wèi)星送入環(huán)月軌道，全程38萬(wàn)公里，飛行時(shí)間達(dá)113個(gè)小時(shí)。龍樂(lè)豪院士說(shuō)，由于利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行月球探測(cè)，我國(guó)發(fā)射月球衛(wèi)星的研發(fā)周期將不會(huì)超過(guò)3年。也就是說(shuō)，一旦立項(xiàng)，我國(guó)的月球探測(cè)衛(wèi)星有望在3年內(nèi)上天。
來(lái)源：南方周末 作者：曾偉
