月球的“誘惑”
在當今世界高科技發(fā)展中,空間技術已成為對現(xiàn)代社會最具影響的“制高點”技術,也是國際間高技術競爭最為激烈的領域之一。
空間技術的發(fā)展不僅體現(xiàn)一個國家的綜合國力和當代科技發(fā)展水平,也為經濟建設、科學文化和社會生活等各個領域的現(xiàn)代化帶來了傳統(tǒng)技術無法達到的經濟和社會效益。正因為如此,一場沒有硝煙的“疆土”之戰(zhàn)正在廣袤無垠的太空上演。
盡管目前還沒有一個國家具有與美國相匹敵的全面空間發(fā)展規(guī)劃,但在探索太空的歷程中,越來越多的國家正在實施有限的空間發(fā)展規(guī)劃,或積極參與國際空間合作,以提高自身的空間技術能力。
月球是地球唯一的天然衛(wèi)星,是離地球最近的天體,表面保存著自46億年前形成以來至31億年以前的地質活動記錄,對人們認識地球和太陽系的起源和演化歷史有重要意義,可以說,月球是研究地球起源與演化的最佳“標本”。探測距地球最近的天體——月球,無疑是向深空探測邁出的第一步,因此,美國、俄羅斯、日本、德國、英國、印度等許多國家都把探月作為對太陽系進行探測的首選目標。
1979年聯(lián)合國大會通過的《關于月球的協(xié)定》和早年通過的《外層空間條約》表示:月球不屬于任何國家,月球及其自然資源是“全人類的共同財產”,只要“用于和平的目的”并“造福全人類”,各國均有權對其進行考察研究。
科學考察探明,在月球廣泛分布的巖石中,蘊藏有豐富的鈦、鐵、鈾、釷、稀土、鎂、磷、硅、鈉、鉀、鎳、鉻、錳等已知礦物100多種,包括5種地球沒有的礦物;僅月海玄武巖中含有可開采利用的鈦金屬至少就有100萬億噸。而月球表面的月壤中富含由太陽風粒子積累形成的氣體,這些氣體尤其是氦-3,是未來可控制核聚變發(fā)電的清潔、安全與高效燃料。
每燃燒一公斤氦-3能產生19兆瓦的能量,照此計算,我國一年的總發(fā)電量大約需要8~10噸氦-3,全世界一年的總發(fā)電量也只需100多噸氦-3。地球上氦-3的總資源量不過數(shù)百公斤,氦-3幾乎成了世界上最昂貴的東西——1克氦-3的價值相當于1克黃金的20倍。據(jù)估計,月球上氦-3的資源量已達100萬~500萬噸。未來可控制核聚變發(fā)電商業(yè)化之后,從航天技術上看,從月球上把氦-3運回地球,這種星際運輸成本雖然驚人,但利潤也大得驚人,而且是可操作的。
歐陽先生認為,除了氦-3的巨大誘惑,月球這個“真空世界(超高真空、沒有氣候變化、沒有污染、弱重力、地基穩(wěn)定、沒有磁場和無線電波干擾)”是進行天文觀測、基礎科學實驗、研制新型材料與生物制品的理想場所;氦-3之外的礦物資源也可以開發(fā)利用,這一切對有能力的國家而言都具有足夠的吸引力。
何時探測火星
美國曾計劃在2018年實現(xiàn)第7次載人登月,此計劃雖已被奧巴馬政府取消,但登月飛船、新型登月火箭(戰(zhàn)神號火箭)仍在研制中,與此同時,美國政府還希望能有大量的民間資本進入該領域;俄羅斯計劃2015年前登月,2020年在月球建立一個永久基地;歐洲太空局的“曙光計劃”提出在2020~2035年實現(xiàn)載人登月,并建立月球基地;日本計劃在未來20年內建成無人月球基地;印度計劃2020年載人登月。
“除了月球對各國的巨大吸引力,火星、金星、小行星等也對世界各國具有極大吸引力!睔W陽自遠說,“目前有一定實力的國家都制訂了類似‘重返月球’的深空探測計劃。雖然我國目前還沒有一個十分明晰的空間發(fā)展路線圖,但我國科學家積極探索太空的腳步也一直沒有停止。”
“嫦娥二號”衛(wèi)星總師、總指揮顧問葉培建院士在接受《瞭望》新聞周刊采訪時表示,我國對未來的深空探測,從長遠來看,并沒有一個很明顯的路線圖,但大致有兩大主線,即圍繞月球探測和行星際探測開展探測活動。
“從月球探測來說,首先是無人探測為主,但是一定要上人!比~培建說,“將來的太空必定是我們人類的生存空間,最近大科學家霍金說,200年后人類要移居太空,盡管這話有些過頭,但是我認為人早晚要移居其他星球。月球是最近的,中國要實現(xiàn)載人登月。我國載人航天工程已經公布了路線圖,明年神舟八號將與我國空間實驗室‘天宮一號’對接,將來我們還有航天員要在太空站里生活,這兩項技術結合起來,我覺得我們國家在2030年之前實現(xiàn)載人登月應該是具有條件的。這是第一條線!
“第二條線,就是行星系探測。”葉培建告訴本刊記者,雖然奧巴馬推翻了布什政府提出的2018年重返月球計劃,但這絕不說美國不重返月球了!八且辛α吭僮鲆患,讓人趕不上。他已經宣布要在2025年之前,實現(xiàn)小行星的著陸,然后實現(xiàn)火星的有人環(huán)繞探測。從美國的探測規(guī)劃,我們可以看出,其特點是:有人、無人交替進行,月球與其他行星、包括小行星交替進行,技術互相支持,每走一步,都是前進!
葉培建認為,“以現(xiàn)在的條件:有‘嫦娥一號’、‘嫦娥二號’的基礎,有月球二期工程地面建設的基本條件,我們完全有可能在2013年搞一次完全中國自主的火星探測。”
盡快完善探索計劃
據(jù)歐陽自遠介紹,有關火星探測的前期工作已在進行中。另據(jù)透露,我國的深空探測,除了眾所周知的探月工程、載人航天工程之外,還有三個比較成熟的空間探測計劃,即:國家天文臺艾國祥院士提出的“空間太陽望遠鏡計劃”,中國科學院高能物理研究所研究員、清華大學天體物理中心主任李惕碚院士提出的“硬X射線望遠鏡(HXMT)”,北京大學涂傳詒院士等提出的“夸父計劃”?茖W家們希望這幾個計劃能在國家“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃中有所體現(xiàn)。
歐陽院士告訴本刊記者,“空間太陽望遠鏡”(SST)是我國第一個天文探測衛(wèi)星,被稱為中國的“哈勃”。它可對日冕活動區(qū)、日面磁場和速度場、日冕和日地行星際空間進行全波段和全連續(xù)觀測,以研究太陽活動區(qū)磁場和速度場、太陽耀斑的能量存儲和爆發(fā)釋放過程、日冕物質拋射、太陽風形成等多種日地空間瞬變物理現(xiàn)象,為太陽物理學的深入發(fā)展和空間天氣預報提供最重要的實測數(shù)據(jù)。
“硬X射線調制望遠鏡”衛(wèi)星作為我國第一個自主研制的天文衛(wèi)星,已被正式列入我國“十一五”民用航天發(fā)展規(guī)劃,原計劃在2010年發(fā)放,將實現(xiàn)世界最高靈敏度和最好空間分辨率的硬X射線巡天,并對黑洞、中子星、超新星遺跡等天體的高能輻射進行高質量寬波段觀測。
北京大學地球與空間科學學院涂傳詒院士等人提出的“夸父計劃”,即“空間風暴、極光和空間天氣探測計劃”,其內容是建議由一顆位于日地系統(tǒng)第一拉格朗日點的衛(wèi)星和兩顆沿極軌共軛飛行的衛(wèi)星組成綜合觀測系統(tǒng),用于監(jiān)測太陽活動導致的日地空間環(huán)境連鎖變化的全過程!翱涓赣媱潯睂⒂^測新的日地物理現(xiàn)象,進一步揭示日地空間風暴機理,監(jiān)測行星際擾動傳播,為災害性空間環(huán)境預報提供觀測數(shù)據(jù)!翱涓赣媱潯边將推動我國航天深空探測技術發(fā)展。
據(jù)本刊記者了解,早在“十五”期間,相關領域專家就提出“夸父計劃”應該作為日地物理空間探測規(guī)劃的第一步,建議列入國家民用航天工程“十一五”項目。
受訪科學家建議有關部門,應盡快完善并推動上述科學探索計劃的實施,以促進我國在空間科學技術領域的發(fā)展,盡早實現(xiàn)技術跨越,以求未來在深空探測、和平利用太空資源中占有一席之地。□(文/《瞭望》新聞周刊記者孫英蘭)
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