中國近些年在航天領域的建設與發展是有目共睹的,我國不僅預計在2030年左右實現載人登月,還要在同期建立月球科研站,並在2035年打造月球基地。
伴隨著新一年的到來,中國的探月登月計劃像是開瞭倍速一般,各項任務接踵而至。鵲橋二號中繼星和嫦娥六號已經順利抵達海南文昌待命升空,嫦娥七號預計也將在2026年搭載飛躍期發生前往月球南極,已經孤獨工作四年之久的玉兔二號即將迎來全新小夥伴。
嫦娥七號也吸引到瞭一些國傢的關註,阿聯酋就打算斥資360億人民幣加入此次計劃,讓嫦娥七號搭載自己的設備前往月球,法國、荷蘭等國傢都與嫦娥七號有所合作。下面讓我們詳細瞭解下中國此次的探月工程吧!
中國探月工程計劃
2023年4月25日中國舉辦瞭首屆深空探測國際會議,吳偉任院士在會議上介紹瞭中國的月球科研站建設計劃與步驟。全程大致可分為三個階段:
第一階段建設由機器人運行的無人科研站、第二階段將其升級為人工短期照料維護的科研基地前哨、第三階段正式建設為可供航天員與科學傢長期探索定居的科研月球基地。
而落實到具體發射器上,大概就是2025年發射嫦娥六號、2026年發射嫦娥七號、2028年發射嫦娥八號,2030年月球科研站基本成型,屆時載人登月也將在同期正式進行。
不過我國整個探月工程發展的要比預期更為迅速,嫦娥六號確定要提前至今年5月份之前發射,並且已經順利抵達海南文昌。嫦娥六號此次發射的唯一任務就是月背采樣返回。
有人可能會心生疑惑,嫦娥五號已經實現瞭采樣返回,六號此次前往月背采樣,是否隻是為瞭贏得世界第一月背采樣的名號?
這樣的說法未免過於淺薄,因為嫦娥六號之所以前往月背南極艾肯盆地,是因為之前的中子光譜儀觀測到在月球兩級隕石坑地下50厘米的地方,暗藏著30億噸的水源。
月球基地、生活、甚至是電解水制造火箭燃料,都離不開水。雖然月球水是極低溫度存在,形態類似於地球凍土,但好在我國擁有豐富高原凍土工程經驗,可供在研究月球水時提供經驗方案。
嫦娥六號的發射另一方面也是為瞭確定月球南極月壤的情況,為基地建設提前做好準備。在8.2噸重的嫦娥六號中,最為重要的部分就是升級後的鉆頭,科學傢為其升級瞭更為敏感的溫度傳感器,可在鉆取區域時時刻獲取到具體的溫度變化。
月球基地究竟要如何建造?整個工程究竟該怎樣更好的設計?嫦娥六號會給予我們一份完美的答卷。
中國嫦娥系列的5~8號都是同批次產品,隻是單數編號是任務首選,雙數則是備份,這樣做的目的就是確保有備無患。令人欣慰的是中國航天任務向來順利,因此備份選項從未啟用,像嫦娥五號的圓滿完成就讓嫦娥六號閑置瞭下來,可以幫助我們去執行全球首次月背采樣任務。
嫦娥六號的提前發射,也讓整個探月工程的日期都可能有所提前,就比如鵲橋二號中繼星。鵲橋衛星的燃料剩餘還能繼續維持八年,但它的五年設計壽命已經到達,繼續使用恐怕會出現問題差錯,為瞭避免意外出現,就需要一顆全新中繼星在嫦娥六號發射前,提前升空提供支持,這就需要鵲橋二號大展神威瞭。
作為我國在2024年初發射的月球中繼衛星,鵲橋二號將為後續的嫦娥六號、七號、八號提供中繼通訊服務,是嫦娥七號與八號構建月球科研站的基本盤。接下來鵲橋二號將帶著天都一號、二號兩顆衛星,奔赴地月拉格朗日L2點去發光發熱。而舍去瞭中繼星的嫦娥七號,再次節省瞭一噸多的空間重量,這讓嫦娥七號擁有瞭更多可能。
屆時,預計嫦娥七號和嫦娥八號的發射任務也將提前一年左右完成。
嫦娥七號的過人之處
嫦娥七號預計將在2026年發射,而它的主要任務是為月球基地選址勘測。月球表面環境復雜,基地的建設更是要綜合考慮宇宙輻射、低重力、極端溫差等多種因素。月表有大量隕石坑和熔巖洞,這些都將為未來的月球基地造成威脅,所以嫦娥七號任務重大,它的任務分為三項:
探測月球南極月表環境、月壤水冰獲取全月球、著陸區和巡視地區的遙感就位數據,為日後月球基地建設做準備開展飛躍探測,力爭尋找到水資源,為日後月球水的利用提供方向
為瞭滿足這三項任務,嫦娥七號會在發射時攜帶上著陸器、軌道器、巡視器和飛躍器。
嫦娥七號的著陸器將攜帶月球車和飛躍探測器降至月表,它的工作壽命為8年,但實際表現應該會持續到十多年之久。這款著陸器具備精準定位自主降落功能,除瞭常規探測外,它還將成為科研站的重要組成部分。
嫦娥七號的軌道器可以稱之為整個探測器的大腦,是整個探測器的信息控制中樞,它將環繞月球飛行,掃描獲取到月球的全地形地貌。相較於早期的嫦娥系列圖像,嫦娥七號攜帶瞭更先進的光學遙感設備和月球微波成像雷達,甚至能對月表南北極的撞擊坑拍攝高分辨率雷達成像。
接下來就是最為復雜也是最重磅的飛躍器,作為此次嫦娥七號的創新之處,這項任務一旦成功,它將成為全球第一個在月飛行探測器。
著陸器將巡視器運送到月表就算完成瞭任務,但它體積又大重量又重,隻是為瞭完成這單項任務,卻浪費瞭火箭運載極大的空間資源,實際使用是十分低效的。於是科學傢打算將巡視器和著陸器合二為一,打造一款月球飛躍器。
月球飛躍器的理念美國早有提出,曾經谷歌公司推出月球X大獎賽,麻省理工學院絞盡腦汁想打造一款月球飛躍器,讓機器以跳躍方式在月球前進,去勘測多種多樣的復雜地形。但多年過去,麻省理工卻一無所獲,反倒是我國取得瞭最新成果。
早在2020年上海交大的高峰教授就提出瞭六足腿式機器人,它認為六足結構能在復雜地形完成多次緩沖,還能靈活調整著陸姿態,保證探測器不受反作用力傷害。
這種機器每條腿設立三個關節,每個關節都有電機控制,力矩傳感器加裝瞭陀螺加速器,能精準識別慣性重力。它擁有獨立飛控、動力、著力系統,能實現在月球的反復起降。它的主體結構為棱臺形,外觀為扁盒形,能最大限度適應吸收太陽光照,提升充電時長。
最後就是月球車,嫦娥七號所搭載的玉兔三號將攜帶月表磁場測量儀,測試各類儀器的運行情況。除此之外阿聯酋也斥資360億人民幣與我國簽署合同,打算將自己的拉希德二號搭載嫦娥七號順風車抵達月球。
要知道中國的嫦娥系列1~5號探測器總花費也不過84億人民幣,阿聯酋的大手筆直接讓我國一舉收回成本,並且還足夠再向月球進行8次左右的發射任務瞭。
不過作為太空競爭對手,美國在得知消息後突然公開宣佈禁止阿聯酋和中國的合作,理由是阿聯酋的拉希德二號月球車使用瞭美國的出口技術。美國想胡攪蠻纏通過自身影響力打擊中國的太空合作項目,卻未曾想到中國已經憑借自身實力的精進贏得瞭全球多國的關註與支持。
根據嫦娥七號公佈的合作數據顯示,目前中國已經收到瞭11個國傢的18個載荷合作,並且有俄羅斯、委內瑞拉、巴西等多個國傢表示希望參與到中國的月球科研站項目中。
越來越多的國傢與中國進行合作,這是令我們喜聞樂見的,我們始終保持著開放友好的態度歡迎各個國傢攜手建設發展,也希望國傢之間共享科研成果,為人類的長足進步作出獨特的貢獻!