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月球与深空探测国际学术研讨会现场观察记
来源:中国航天报     日期:2019年07月16日    字体:【】【】【

未来月球村长什么样?深空探测下一步将去往哪里?中外航天还将有哪些合作……在不久前的月球和深空探测国际学术研讨会上,多位中外航天专家学者就这个话题进行了交流,让近400位与会者酣畅淋漓地尽享“盛宴”。

月球探测下一步要做什么?

嫦娥四号探测器项目执行总监、副总设计师张熇给出了答案:“未来将以科学研究和资源应用为重点。”

月球上有珍贵的信息资源、丰富的物质资源、奇特的环境资源和高远的位置资源。张熇指出:“在未来的20年内,各国月球探测活动均将围绕月球资源应用来推进,突破月球资源的探查、获取和利用技术,为建设月球资源综合利用设施奠定基础。”

专家透露,中国计划在未来建立无人月球科研站基本型,进行月球资源的勘察、月球科学研究、月球资源开发利用验证的“勘、研、用”工作,并设想逐步建立长期的具有一定规模的无人月球科研站,能够支持载人登月短期访问。

如果说月球科研站满足了人们进行科研探索的愿望,那么月球村将满足人们对月球开发的终极想象——在月球上自给自足、长久生存。

航天科技集团科技委副主任孙为钢研究员对此进行了展望。他提出了构建“蜂巢式”月球村的宏伟愿景,规划了月球村建设的基本组成单元,即利用仿生技术,仿照蜂巢的构建方式,在月球上构建村落。

在“蜂巢式”月球村中,每个蜂巢即是一个独立的细胞,包括能源区、工业区、种植区、生活区等模块式蜂窝细胞,功能上既满足群居需求,又做到“独门独户”。同时,工程建设上还将大型建筑构造化繁为简,便于实施。

孙为钢认为,建设月球村将对原位制造技术、自动化智能建筑等科技发展产生带动作用。他同时指出,在世界各国的合作下,月球探测将走得更远。

据悉,中国探月工程嫦娥六号任务的主要目标是实现无人自动采样返回。在嫦娥六号任务中,轨道器和着陆器将分别提供10公斤的载重能力用于搭载。目前,嫦娥六号及小行星探测任务合作方案已向国内院校、民营企业和国外科研机构进行征集。

小天体探测细节首次披露

随着人类太空探索的不断深入,国际上针对小行星的研究逐渐增多,小行星探测活动日益升温。

小行星是围绕太阳运行的岩石或金属天体。它们的体积相当小,不足以被称为行星。但人们越来越意识到,探测、开发小行星具有重要意义。

著名太空物理科学家、中国台湾中央大学叶永烜教授介绍,小行星研究是一门多目标、多功能、多任务的学科,有助于人类探索太阳系来源和演化、地球碰撞威胁、太空资源及工业基地等领域。

国际上小天体(主要指小行星和彗星)探测已有30多年历程。2000年2月,美国宇航局的近地小行星交会探测器完成了国际上首个小行星探测任务;2007年9月,曙光号探测器首次同时完成了2颗主带小行星探测任务;日本隼鸟号于2010年6月返回地球,成为世界上首个实现小行星采样返回任务的探测器;罗塞塔-菲莱是世界上首个完成彗星表面着陆就位探测任务的探测器,这是欧洲历时最长、最具挑战的深空探测任务。

会上,来自日本国立天文台的教授并木则行报告了日本隼鸟2号探测“龙宫”小行星的情况。

隼鸟2号传回的照片显示,“龙宫”是一个赤道附近凸起的锥形体,附近有三个被定义为撞击坑的圆形凹陷区。4月5日,隼鸟2号通过撞击装置在“龙宫”成功完成撞击并形成撞击坑。日本宇宙航空研究开发机构已正式宣布,隼鸟2号制造出全世界第一个人造撞击坑。并木则行透露,隼鸟2号5月底将进行第二次采样返回。

五院小天体探测项目技术负责人、中国空间科学学会副理事长黄江川介绍了我国小天体探测计划和技术难点。

2012年,我国曾利用嫦娥二号完成既定任务后在轨释放的剩余资源,实施了对图塔蒂斯小行星的探测,在距离地球约700万公里的地方,与图塔蒂斯小行星擦身而过,并拍下了最高分辨率3米的光学彩色图像。这使中国成为继美、欧、日之后第四个实施小行星探测的国家,为我国深入开展小行星探测奠定了必要的工程实践基础。

2016年,我国在《中国航天白皮书》中提出开展小天体探测计划——预计2025年前后探测任务将正式启动。黄江川指出,综合考虑成本、成果以及赶超国际水平的愿望,我国的小行星探测任务总体策略是“多任务、多目标、多功能、多阶段”,一次任务探测多个天体,完成尽量丰富的探测实践,获取尽可能丰富的科研成果。

“我们希望更多地关注科学话题,满足科学家的好奇心。”黄江川说。

据国家航天局此后发布的消息,我国第一次小天体探测任务将通过一次发射实现一颗近地小行星2016HO3取样返回和一颗主带彗星133P绕飞探测。对近地小行星进行遥感探测和原位分析,采集样本并返回地球,在飞掠地球的过程中释放返回舱,将小行星样品送回地球,这一过程大约在3年内完成;随后,探测器经地球、火星借力,经历约7年时间飞行到达小行星带,对主带彗星133P开展绕飞探测。

在国家航天局的公开征集中,小行星探测任务将征集重约66.3公斤的8种科学载荷,包括中视场彩色相机、热辐射光谱仪、可见红外成像光谱仪、多光谱相机、探测雷达、磁强计、带电粒子与中性粒子分析仪、尘埃分析仪。同时,小行星探测任务还预留了200公斤载重能力用于搭载。

国际合作共探太阳系

随着人类迈向太空的步伐越来越大、越来越快,深空探测领域越来越体现出国际合作的特性。作为深空探测的重点领域,对水星、木星、火星等太阳系各大行星的探测尤为热门。

会上,来自不同国家和地区的专家学者从不同角度、结合自己的研究项目作了报告,多位专家呼吁进行国际合作、共同开展深空探测。

著名天体物理学家、法国国家科学研究中心首席科学家雅典娜·库斯特尼介绍了欧空局火星探测的技术和方向。欧空局与俄罗斯航天局联合开展了ExoMars计划,主要目标是解决人类对火星上是否存在生命的疑问。

ExoMars任务由两部分组成:跟踪气体轨道器(TGO)已于2016年3月发射,其主要目标是寻找甲烷和其他微量大气气体证据。这些气体可能是活跃的生物或地质过程特征;名为“Rosalind Franklin”的ExoMars火星漫游车预计于2020年7月发射,作为TGO任务的接力。火星车携带了许多专门用于地外生物学和地球化学研究的仪器,将采集钻取深度为2米的火星土壤样品。

曾供职欧空局的丹尼尔·加西亚·亚诺兹介绍了贝皮哥伦布任务的情况,贝皮哥伦布任务可能是迄今为止欧空局开展的最复杂和最雄心勃勃的深空探测任务。经过几十年的准备,贝皮哥伦布终于在2018年10月离开了地球,踏上了揭开水星之谜的漫长旅程。

贝皮哥伦布任务包含3个被当作独立飞行器发射的模块。其中,水星行星轨道卫星(MPO)由欧空局负责,水星磁气圈轨道卫星(MMO)由日本宇宙航空研究开发机构负责。此外,欧空局还将建设水星运输舱,提供到达水星所需的太阳能和化学推进力。

贝皮哥伦布任务将调查研究水星的磁气圈区域。这些飞行器将花费6年的时间才能到达水星,在飞行过程中将借助月球、地球、金星和水星的引力作为辅助。在到达水星后,观测行动将至少持续一年(地球年)。

著名天体物理学家、澳门科技大学太空科学研究所所长张可可作了题为《通过引力场探测木星》的报告。在探测木星方面,美国宇航局正在开展朱诺号任务。该任务的主要目标之一是通过精确测量纬向风对木星引力场的影响,探测纬向风深入木星内部的距离,有助于揭秘木星风的起源等相关问题。

张可可指出,该研究与美国宇航局合作多年,取得科学研究成果固然重要,但科学家之间的国际交流更为重要。“与国际工程团队、科学家团队携手合作,对中国航天工程任务的成功也将发挥更大作用。”张可可说。

目前,五院正在抓紧组织开展首个火星探测器等重大工程任务的研制工作。2020年,中国将发射首个火星探测器。

雅典娜·库斯特尼介绍,未来欧空局和中国将在空间站建设、月球和火星采样返回、地外样本联合虚拟实验室、国际月球研究站等更多领域展开合作。“与中国的合作机会非常宝贵,中国是太空领域重要而可靠的合作伙伴,我很高兴看到中国太空计划的所有进展,希望将来会有很多新的合作机会。”雅典娜·库斯特尼说。(代振莹)

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