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人类首次登月50周年 我们何时重返月球

成都商报 2019-07-22 01:45 大字

“这是个人的一小步,却是人类的一大步。”

——尼尔·阿姆斯特朗

■50年前的7月20日,经过漫长的飞行,“阿波罗11号飞船”着陆器正式登陆月球,宇航员尼尔·阿姆斯特朗代表人类首次踏上了地球之外的天体,迈出了他的一小步、人类的一大步

■50年后,许多科学家都认为,是时候重新回到月球,续写50年前的故事了。那么,人类重返月球之日将何时到来?未来将如何开发月球?这一切令人十分期待

登月50年后

又一批月壤将走出保险箱

“这是个人的一小步,却是人类的一大步。”美国东部时间7月20日22时56分,尼尔·阿姆斯特朗的声音再次在各地回响,这正是他作为踏上月球的第一人说出这句名言50周年。

1969年7月20日,“阿波罗11号”登月任务成功。飞船上的三名宇航员中,尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林乘登月舱着陆,先后踏上月球,迈克尔·柯林斯驾驶指令舱在月球上空飞行。

50年后的这一天,与当年登月时间节点同步,美国国家航空航天局(NASA)在多个平台播送了登月视频。

当晚,美国首都华盛顿的方尖碑上被投射了“土星五号”火箭影像,两侧显示屏还上演了名为“阿波罗50年:前进月球”的灯光秀。上万名来自各地的群众涌向纪念碑广场。在火箭发射、登月舱落月、阿姆斯特朗在月表踏上第一个脚印等时刻,人群中多次响起掌声和欢呼声。

美国多地举办了各种纪念活动。

此外,NASA计划在今年将启封一小部分封存至今的月球岩石与土壤,利用现代技术进行研究。

人类登月的故事将在月球两极续写

时间过得真快。一晃,人类首次登月已经过去了半个世纪,再算算,人类最后一次登月也是47年前了。

许多科学家都在心心念念这件事情,他们认为,是时候重新回到月球,续写50年前的故事了。那么,不久的将来人类与月球的故事将怎样继续?

下一步率先登月的或仍是美国

在载人登月活动停滞了数十年后,未来率先把航天员送上月球的会是谁?其实没啥悬念,大概率还是美国。

美国已提出明确的登月计划和时间表。7月20日,美国副总统彭斯说,美国已完成建造“猎户座”飞船,目标是2024年前让宇航员重返月球,并在未来让人类首次登陆火星。

目前,NASA已将新的登月计划正式命名为“阿尔忒弥斯”。在希腊神话中,阿尔忒弥斯是阿波罗的姐姐,也是月神。NASA以此命名,除了致敬“阿波罗”计划,还希望将女航天员首次送上月球。

7月20日,美国还公布了“阿尔忒弥斯”计划的官方标志图案,正式宣告将在月球建立永久存在基地。美国媒体直呼,美国要“占领”月球了。

但美国的登月计划让外界感觉不是很踏实,原因之一是运载火箭老掉链子。

全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩说,美国波音公司正在研制“太空发射系统”(SLS),其将成为有史以来推力最大的运载火箭。

但SLS的研制进展缓慢,原计划2017年首飞,目前已推迟到2020年。许多人对美国能否靠它如期实现载人登月表示担忧。不过,航天专家黄志澄对美国登月计划有一定信心,认为2024年实现登月的可能性超过一半。他表示,由于受到俄罗斯、中国航天发展的压力,美国加快载人登月脚步的决心很大。

黄志澄表示,NASA采用与以往不同的方式,联合许多民间力量,在着陆器、有效载荷等方面与多家民营公司签订了合同。“这样的合作给美国带来了一定优势。”庞之浩认为,如果美国能坚持现有方案并持续投资,即使2024年不能实现载人登月,最晚到2028年应该也可以重返月球。

当美国为重现登月壮举大力“总动员”时,其他国家也在推行登月计划。

今年2月,俄罗斯探月计划流出,其中提到计划于2031年完成首次载人登月,2034年着手建设月球基地。为此该国启动了超级重型运载火箭项目。

庞之浩介绍,俄罗斯正在分两步研制新型重型运载火箭“叶尼塞”与“顿河”,它们的近地轨道运载能力分别能达到103吨和130吨。

此外,庞之浩介绍,欧洲、日本均提出过建立月球基地的构想,但尚无实质性进展。

中国探月起步虽晚 但后劲十足

如今,中国的月球探测计划“嫦娥工程”已进入第16个年头。中国的探月起步虽晚,但后劲十足。记者从国家航天局了解到,2019年初实现人类探测器首次月球背面软着陆的嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”巡视器目前已完成第七月昼工作,再次迎来月夜。7月9日9时,嫦娥四号着陆器按地面指令完成月夜模式设置,进入月夜休眠。随后,“玉兔二号”巡视器于7月9日9时10分进入“梦乡”。

在第七月昼,嫦娥四号着陆器上月表中子及辐射剂量探测仪、低频射电频谱仪按计划开机工作,继续开展科学探测任务。“玉兔二号”巡视器在此期间按既定路线继续移动,并在多个探测点进行相关探测工作。

“经过嫦娥一号、二号、三号和四号任务的成功实施,中国在轨道设计、高精度测控、月面软着陆的就位探测和巡视探测等众多深空探测技术上,取得了长足的进步和发展。希望中国人登上月球的那一刻能早日到来。”中国科学院院士、我国首次探月工程月球应用科学首席科学家欧阳自远说。

发展趋势

两极将成为未来登月落脚点

1969年7月20日世界时20时17分,阿波罗11号飞船降落在月球静海地区。静海位于月面中央的宁静盆地内,面积约为42万平方公里。此后,阿波罗16号、17号飞船也在该地区登陆。

庞之浩介绍,当年受技术能力制约,所有阿波罗飞船都是在月球正面赤道附近着陆。而如今,美国声称有能力落在月球任何一个地方。

虽然美国尚未公布未来登月的确切地点,但从近年国际探月活动发展趋势来看,月球两极已成主要目标。

例如,2019年初,我国嫦娥四号探测器成功着陆在位于月球背面南极附近。在国家航天局公布的探月四期工程后续计划中,嫦娥六号任务计划在月球南极进行采样返回,嫦娥七号要在月球南极对地形地貌、物质成分、空间环境进行综合探测,嫦娥八号也将继续进行科学探测试验,并开展一些关键技术的月面试验,为以后各国共同构建月球科研基地做前期探索。

庞之浩表示,月球两极是人类建设月球基地的理想场所。月球两极存在两种特殊区域:一是永久光照区,可获得持续稳定的太阳能;二是永久阴影区,已有研究发现,这里可能存在大量水冰。因此,在两极建设月球基地,不仅有利于航天员驻留,还有助于把月球作为跳板进行载人火星探测。相比从地球出发,火星飞船从月球起飞,成本将大大降低。

如何开发?

月球资源的正确“打开方式”

“阿波罗”计划虽然取得许多科学、技术上的伟大成就,但主要还是服务于政治目的,为此付出了惊人的成本。

经过多年“冷静思考”,各国普遍认识到探月活动具有政治、社会、技术、科学和经济等多方面意义。因此,未来人类探月的目标也转变为将科学探索和经济利益相结合,最终目的是开发月球资源。前文提到建设月球基地即是为此。

那么,月球上有哪些资源,如何开发?早些年,月壤中氦-3的发现,让科学家们十分兴奋。氦-3是被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。据计算,100吨氦-3所能创造的能源,相当于全世界一年消耗的能源总量。氦-3在地球上的蕴藏量极少,而早期探测结果表明,月球浅层的氦-3含量多达上百万吨,足够解决人类的能源之忧。实际上,随着人类对月球认识的加深,科学家发现月球氦-3的总储量很可能更多。不过人们发现,月球氦-3虽多,想用上却不容易。其不仅提取过程复杂,要想大批量运输回来,也面临高昂的成本和许多技术难题。

中国航天科工集团二院研究员杨宇光认为,早期月球基地开展一些科考活动,像国际空间站那样住4到6人就够了,如果发现大量水资源,需扩大基地规模进行开采和燃料制备,也不需要太多人。“2050年代人类能开始开采月球资源,就很不错了。”

几十年后,月球上的剧本可能是这样:某一处大量采用月球原材料、利用3D打印技术建造的半地下式基地,凭借月球发电站和水资源实现一定程度的自给自足。几名工程师和科学家住在里面,管理着智能开采设备和生产厂房,偶尔迎接来自地球的飞船和宇航员,再把他们送往火星。每隔一段时间,他们会收到来自地球的快递,或是等来换班的人。有时,他们会开着月球车四处探索、在干净的环境里用天文设备仰望星空,或是琢磨怎么把氦-3弄回地球。这是可以预期的开发月球的正确方式。

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