中国的太空宏图:嫦娥五号升空究竟为何引发全球关注

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嫦娥五号按着中国人的既定计划奔月了。

北京时间11月24日4时30分,中国在海南文昌航天发射场,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,将探测器送入预定轨道,执行中国首次地外天体采样返回任务。如果采样成功,中国将成为继美国与苏联之后,全球第三个实现该目标的国家。

2020年被视为中国航天发射“超级模式年”,宇航年度发射次数将首次超过40次。实际上,今年全球七大激动人心的太空任务中,由中国进行的就有两项。7月23日,中国已成功将其首次火星探测任务“天问一号”探测器送入预定轨道,迈出了中国行星探测第一步,彼次发射任务也成为中国航天走向深空的重要里程碑。而此次发射的嫦娥五号任务则是中国迄今为止最为大胆、最具挑战的月球探测任务

作为富饶的“矿场”、理想的“太空补给站”,月球对人类有着天然的吸引力。2019年7月,美国航天局公布了“阿尔忒弥斯计划”,提出2024年以前再度实现载人登月,且计划让女航天员完成登月,并最终在月球表面建立长期生存基地;2020年7月,俄罗斯航天局提出2021年开启探月计划,计划2027年到2028年间向月球发射载人航天飞船;不甘寂寞的欧洲空间局也出台了“月球采矿”计划……

探月工程是中国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》明确的国家级科技重大专项标志性工程,分为“探”、“登”、“驻”三大步,简单的三个汉字实际上却是无人探测、载人登月、短期驻扎(建立月球基地)的简称,高科技含量极高。“探”、“登”、“驻”也是实现月球探测最宏观层面的“三步走”,从世界范围来看,美国已走完前两步,苏联/俄罗斯已走完第一步,中国和其他有探月实力的国家正在走第一步。

中国探月工程自2004年1月立项并正式启动以来,已连续成功实施嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、再入返回飞行试验和嫦娥四号五次任务。前文所提及“三步走”第一大步的“探”又可分出“绕”、“落”、“回”三小步,其中“绕”,即实现环绕月球探测,已由嫦娥一号实现;“落”,即实现月面软着陆和自动巡视勘察,业已由嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号完成;“回”,即实现无人采样返回,则将由嫦娥五号、嫦娥六号来实现。

嫦娥五号任务有望实现的4个首次🔑🔑🔑:

1.首次在月球表面自动采样,在引力只有地球1/6的月球环境下,中国的着陆器将挑战如何钻孔、铲挖,再顺利将月球样本封装进上升器;

2.首次从月面起飞,不同于以往从地面固定发射,嫦娥五号将在月面以着陆器为平台发射上升器,挑战导流、散热、控制等新问题;

3.首次在38万公里外的月球轨道进行无人交会对接,上升器发射到月球轨道,将与轨道器、返回器组成的组合体交会对接,把采集样品转移到返回器后分离,挑战高精准度;

4.首次带月壤以接近第二宇宙速度返回地球,中国的月球轨道器、返回器组合体带着样品飞向地球,在距地面数千公里时分离,最后返回器回到地球,以往的返回舱都是以第一宇宙速度(7.9公里/秒)返回,嫦娥五号任务将以第二宇宙速度(11.2公里/秒)返回,速度更高、摩擦更大,这对返回器的气动外形、防热材料、姿态控制将是巨大的挑战。

嫦娥五号任务三大工程目标🔑🔑🔑:

1.突破窄窗口多轨道装订发射、月面自动采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接、月球样品储存等关键技术,提升中国航天技术水平;

2.实现中国首次地外天体自动采样返回,推动中国科学技术重大进步;

3.完善探月工程体系,为中国未来开展载人登月与深空探测积累重要的人才、技术和物质基础。

嫦娥五号任务的主要科学目标🔑🔑🔑:

1.开展着陆点区域形貌探测和地质背景勘察,获取与月球样品相关的现场分析数据,建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系;

2.对月球样品进行系统、长期的实验室研究,分析月壤的结构、物理特性、物质组成,深化月球成因和演化历史的研究。

对中国来说,其面向太空的志向已很明显。50年前,中共在建政21年之后,成功发射了首颗人造地球卫星“东方红一号”。作为太空竞赛的后来者,中国出发时间晚了数十年,但现在,中国在2003年实现了第一次载人航天飞行,已是全球第三个实现载人航天的国家;在国际空间站面临“退役阴影”之际,中国空间站建设正稳步推进,出于多种原因,未来太空将极有可能唯有中国空间站……

嫦娥五号的发射之所以特别引人关注,在于其标志着中国探月工程“绕”、“落”、“回”三小步的最后一步即将完成,“探”、“登”、“驻”三大步的第一阶段开始收官,而且它将有望实现中国航天史上的4个“首次”,这对中国航天人而言,将是一次大考

中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁曾透露,中国载人登月将在2030年左右实现,并在月球南极建立国际月球科研站,在此之前嫦娥六号和七号将先后前往南极进行勘探。

载人登月也不会是中国人太空探索的终点。“从人造卫星,到月球和火星,中国在这些领域中正迅速变成太空超级大国”,美国《时代杂志》报道引述美国宇航局(NASA)的前高级顾问凯西•劳里尼(Kathy Laurini)的话说,“他们(中国人)设立战略性,长期性的目标,而且为达到这些目标进行专注的,系统性的努力。”

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