人類探月掀起新高潮(組圖)

2020-11-25 央視網

央視國際 www.cctv.com  2006年09月04日 06:01 來源:

    來源:京華時報

美國宇航局8月31日宣布,選定洛克希德-馬丁公司設計製造名為「奧賴恩」的新一代載人太空飛行器,送太空人重返月球乃至登陸火星。美國下一階段的載人航天計劃正式啟動。這張電腦製作的效果圖顯示一艘太空飛行器在月球軌道上飛行。新華社/路透

961年4月12日,蘇聯太空人加加林進入近地軌道,人類從此開始闖入太空並著手探測月球。IC供圖

1969年7月20日,美國「阿波羅11號」飛船將太空人送上月球,人類第一次實現登月之夢。CFP供圖

    與以前的繞月、撞擊月球探測相比,「智能1號」撞擊月球的最顯著特點是造成月表深處土石迸射,使地面科學家得以更深入廣泛地觀測月表物質成分,以研究月球起源,分析月球開發的前景。而這一撞,標誌著人類新一輪探月高潮的開始。中國空間技術研究專家龐之浩在評價歐洲航天局的「撞月」行動時表達了上述看法。

    龐之浩說,上世紀中後期,蘇聯、美國讓探測器以經過、硬著陸、成為繞月衛星、軟著陸採樣並返回等方式對月球進行了數十次探測。而「智能1號」這次「撞月」的特點在於它以相對於月面很小的角度數次撞擊月表,使撞擊坑中深度1米以內的各種物質被拋向空中,供地面觀測。

    為了達到這一目的,歐洲航天局在其地面觀測點處於夜晚時,讓「智能1號」撞擊朝向地球、亮度不高、研究價值較高的月表指定區域。而地面專家的重點研究對象是撞擊拋射物中鐵、鋁等元素,估算這些元素的含量和比例,有助於推測月球是否和地球由同一塊行星塵埃雲形成,或者月球是某天體撞擊地球後形成的兼有雙方迸射物的融合體,抑或月球曾是「流浪兒」後被地球「收養」。

    研究這些問題有何用處?龐之浩指出,月球是地球的近鄰,探究它的起源可以揭示地球的起源和發展演化,有助于澄清與此相關且長期爭論的若干問題。此外,專家希望有朝一日能合理利用月球礦物,在月球建立科研和航天基地。實現這些理想均有賴於深入了解月表物質構成及其發展演化史,「智能1號」為在這方面解讀月球用力撞開了一扇「窗」。

    由於月球的物理和地理環境特殊,開發潛力可觀,因此未來的探月活動將會呈現出後浪推前浪的趨勢。據龐之浩介紹,2007年我國將發射一顆繞月探測器,測繪月球表面的三維影像,探測10餘種有用元素在整個月球的分布;日本也計劃在2007年發射繞月探測器;攜有歐美儀器的印度月球探測器也有望在2008年升空;美國要在2009年設法兩次撞擊月球南極以尋找水,並計劃在2018年前讓太空人重返月球。而繼第一個月球探測器「智能1號」圓滿完成使命後,歐洲還計劃未來讓太空人登陸月球並分階段建立月球基地。人類探索月球的新一輪高潮即將來臨。

    ■影響

    「撞月」不「傷月」

    歐洲月球探測器「智能1號」9月3日成功撞擊月球。那麼,這次撞擊會傷害到月球嗎?歐洲航天局專門就此解釋說,這次撞擊是有史以來各類人造探測器撞擊月球中「最溫柔的一擊」,並不會傷到月球。

    1959年,蘇聯研製的「月球2號」在飛行33小時後抵達月球,但在著陸時墜毀。這是第一個撞擊月球表面的人造探測器。此後,陸續有多個人造探測器以各種方式撞擊月球。與此前發生的各類人造探測器「撞月」相比,此次「智能1號」的撞擊行動要「溫柔」許多。

    專家說,「智能1號」撞上月球那一刻,它與月球表面的夾角僅有很小的1度,速度僅為每秒2公裡,而通常的自然天體撞擊速度能達到每秒70公裡。這次撞擊可能只會在月球表面留下一個直徑在5米至10米之間、深度為1米左右的坑。而此前,月球上早已經有超過10萬個直徑超過4公裡的坑。此外,如今基本上每天都會有幾個小天體撞擊月球,撞擊在月表形成的坑與「智能1號」撞擊月表形成的坑大小差不多。

    因此,「智能1號」撞擊月球,並不會對月球造成明顯的傷害。

    不會造成汙染

    「智能1號」以撞擊月球的方式結束了自己的科學使命。然而,這些來自地球人類文明的殘留物,會不會給月球造成汙染呢?

    有關國際公約早已有明確規定,所有人造外空探測器應當保護各類天體免受汙染,以保護可能存在的任何地外生命。此次由歐洲航天局導演的「撞月」大戲,自然也嚴格恪守了相關公約。

    組裝「智能1號」及其搭載的各類探測儀器的材料,其包含的元素都是月球上原先就天然存在的。如鋁和鐵,它們在月球上的存在就比較普遍。而其他元素諸如氫、碳和氮等,雖然在月球上含量稀少,但是日常伴隨著太陽風和彗星冰塵等,它們也都是以自然的方式存在於月球上。歐洲航天局稱,從物質構成的角度來看,「『智能1號』就如同一顆『人造彗星』而已」。

    實際上,當撞擊完成後,「智能1號」本身並不會「粉身碎骨」。由於探測器「撞月」時速度並不算很快,因此與之前的多起人造探測器「撞月」行動相比,「智能1號」不會形成大量碎片。探測器兩個展開之後長約14米的太陽能電池板將在撞擊之前被燒毀,但探測器的主體部分有望在撞擊後依然保持大體上的完好。

    「這一撞擊行動並不會把月球表面當成一個垃圾場,留在那裡的『智能1號』將成為歐洲探索太空的一個裡程碑。」歐洲航天局發布的材料如是說。

    ■背景

    人類探月之路

    人類對月球的科學探測和研究始於20世紀50年代。1957年蘇聯發射第一顆人造衛星並於1961年把加加林送上近地軌道之後,人類便開始闖入太空並著手探測月球。

    美國和前蘇聯曾展開了一場以月球探測為中心的空間科學技術競賽。從20世紀50年代末到70年代初,蘇聯共向月球發射了32個探測器,這些探測器或逼近或登陸月球,取得了豐碩的成果。美國也向月球發射了21個探測裝置。1969年7月,美國「阿波羅11號」飛船實現了人類登月之夢,在月球探測中取得最輝煌的成果。

    1972年美國「阿波羅計劃」結束以後,由於探月活動耗資巨大,月球探測一度有所降溫。然而,人類還是抵擋不住月球獨特自然環境和資源的誘惑,再加上現代航天技術的發展為人類提供了進一步探測月球的可能性,20世紀90年代後期,人們又把目光投向了月球。

    美國於1986年提出重返月球、建立月球基地的設想,並在1994年和1998年分別發射了兩個探測器。其中,1998年1月發射的以繪製月球表面地形圖、分析月球地質結構和尋找月球存在冰或水證據等為目的「月球勘探者」號探測器,於1999年7月完成使命。

    美國還於2006年4月提出一項撞擊月球南極的計劃。美宇航局希望這一項目能成功找到月球存在水的證據,以利未來太空人登陸月球並建立長期基地。這一項目將利用美國宇航局計劃於2008年10月發射的「月球環形山觀測與感知衛星」來撞擊月球。

    月球緣何誘人

    從100多年前法國小說家凡爾納發表科幻名作《從地球到月球》開始,人類就一直在構想如何實現對月球的實地探測。然而,被人類賦予許多情思的月球,實際上已經瀕臨「死亡」。從科學角度來分析,月球表面的環境非常嚴酷,完全不是人們想像的那麼美好。儘管如此,近半個世紀以來月球仍然不斷聽到來自地球的探測器的「叩門聲」,它的魅力到底在哪裡?

    月球的主要內部能量已於31億年以前釋放殆盡,現在的月球是一個古老的星體。然而,月球上有兩種資源將會給地球帶來重大貢獻,為解決人類面臨的能源問題提供新思路:一是月球上可接收到豐富的太陽能;二是月球礦藏豐富,尤其是富含核聚變燃料氦-3。

    測算表明,每年到達月球範圍內的太陽光輻射能量大約為12萬億千瓦。假設使用目前光電轉化率為20%的太陽能發電裝置,則每平方米太陽能電池板每小時可發電2.7千瓦。從理論上來說,可以在月球表面無限制地鋪設太陽能電池板,獲得豐富而穩定的太陽能。

    據估計,月球土壤裡含有大約100萬噸至500萬噸氦-3,具有巨大的開發利用前景。如果把氦-3作為可控核聚變燃料,它將是人類社會長期、穩定、安全、清潔和廉價的燃料資源。氦-3資源將有可能成為解決今後地球人類長期能源發展需求的重要原料。

    今後一旦人類在月球建立基地,就可以直接利用氦-3作為火箭的燃料,在月球上建立發射場,以發射各類太空飛行器。由於引力小和無風等諸多原因,在月球上發射太空飛行器的優勢遠遠大於地球。此外,從月球觀測太空有比地球好得多的天氣條件。因此在月球建立基地也將對人類進一步探索外太空起到重要幫助。

    人類探測器頻頻造訪月球,一方面是想了解這個我們既熟悉又陌生的星球,另一方面也肩負著為人類未來在月球長期生活勘測環境的使命。月球南極的沙克爾頓環形山是目前已知月球上最可能蘊藏冰的地區。美國宇航局專家曾指出,如證實月球南極存在冰凍水,這些冰凍水就可供未來建設半永久性的有人月球基地。

    本版均據新華社電

責編:石豔

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