從“嫦娥”攬月到“天問”探火 我國開啟深空探測新徵程
嫦娥五號從月球正面帶回1731克樣品,而嫦娥六號則勇闖月背,採集約1935.3克珍貴月壤,填補了人類對月球最古老盆地認知的空白。
從“嫦娥”攬月到“天問”探火,從地月係到行星際跨越,中國航天以堅實的步伐邁向深空,將中華民族的飛天夢想化為跨越星海的現實篇章。
1731克到1935.3克
“十四五”中國探月解鎖更多月球奧秘
“十四五”期間,中國探月工程實現歷史性跨越:從嫦娥五號成功採集1731克月球正面樣品,到嫦娥六號完成人類首次月球背面採樣返回,中國航天用扎實的技術突破與開放的合作姿態,為人類月球知識庫貢獻了關鍵力量。
中國探月工程2004年立項,二十多年間,我國先後完成了“繞”“落”“回”“三步走”戰略。嫦娥一號、嫦娥二號實現繞月探測,獲取了大量科學數據。嫦娥三號實現月球正面軟著陸,並開展巡視探測。嫦娥四號實現人類探測器首次造訪月球背面,成為人類認識月球的又一壯舉。
“十四五”期間,中國探月工程四期正式啟動。
2020年11月24日,嫦娥五號成功發射,奔向月球,在經歷了23天的太空探險之後,攜帶1731克月球樣品返回地球,標志著中國首次月球採樣返回任務圓滿完成,中國探月工程“繞、落、回”三步走規劃完美收官。
嫦娥五號實現了中國航天史上的四個“首次”:首次在月球表面自動採樣、首次從月面起飛、首次在38萬公里以外的月球軌道進行無人交會對接、首次帶著月球樣品以接近第二宇宙速度返回地球。
2024年5月3日,嫦娥六號在中國文昌航天發射場發射升空。歷經53天的太空旅行後,攜帶1935.3克月球背面樣品返回地球,完成世界首次月球背面採樣返回之旅。
基于中國探月工程數據,中外科學家已發表超1900余篇論文。中國科學家發現月球第六種新礦物“嫦娥石”,填補國際空白。嫦娥六號月背樣品研究也取得突破性進展,揭示南極-艾特肯盆地形成于42.5億年前。
目前,我國探月工程四期正在實施,明年嫦娥七號將出發,前往月球南極尋找水冰存在的證據。嫦娥八號計劃于2029年前後發射,與嫦娥七號共同開展科學探測和資源開發利用驗證試驗,為國際月球科研站建設奠定基礎。
中國工程院院士 中國探月工程總設計師 吳偉仁:嫦娥七號我們準備在月球南極著陸,我們在這麼一個非常非常稀罕的一個地方,可能有連續100多天光照的地方,我們要實施著陸,著陸過後,我們還要去探測水的存在,我們要飛躍,在很深的月坑里面進行探測、化驗,最後得出結果。我們嫦娥七號的任務很艱巨,但是也很光榮,如果能夠看到月球上有水,我認為那是對人類的最大的貢獻。
空天兔的星際日記:
重溫嫦娥六號月背之旅
在月球背面著陸,是世界首次;採集月球背面樣品並帶回地球,是世界首次;在地月拉格朗日點部署中繼星,也是世界首次。可以說,嫦娥六號任務的成功,讓全世界對中國的航天實力和科技創新有了全新認識。總臺虛擬IP形象“空天兔”,正跟隨天問二號在去探訪2016HO3的路上,它在深空中又回顧了一下嫦娥六號任務的各個精彩瞬間。
空天兔:時間回到2024年,我先隨鵲橋二號中繼星從文昌升空。作為嫦娥六號的通訊員,她就像一個地月之間的超級Wi-Fi塔,提前在預定軌道架設起通信天路,確保地球能隨時聯係嫦娥六號,使人類首次月背採樣返回成為可能。
空天兔:在月背等了一個多月,終于迎來嫦娥六號,我們在月背南極-艾特肯盆地——月球上最深、最古老的撞擊坑,著陸、鑽取、表取……忙活了兩天,一口氣採了快2公斤月壤。這可是人類從月球背面帶回來的第一份禮物。任務期間,我們還做了好多有趣的事兒。
表取採樣時,鏟子痕跡意外形成一個“中”字形,採樣結束後,嫦娥六號展示了一面以玄武岩拉絲工藝特制的五星紅旗。
這面“石頭國旗”至今仍在月背閃耀,嫦娥六號這次還帶了小小攝影師——金蟾,給嫦娥六號拍了工作照。
我們帶著1935.3克來自月背的“土特產”回到地球。科學家們通過這些月壤,首次獲得了月背古磁場信息和月球背面月幔的水含量。
空天兔:我們的探索不會止步!嫦娥七號、八號任務正在推進,他們要去月球南極區域開展科學探測和資源開發利用驗證試驗。為推動建設國際月球科研站打下基礎。目前已有17個國家與組織、50多家科研機構參與國際月球科研站的建設。到時候,月球說不定就成了我們深空探測的“中轉站”了。
天問二號發布圖像
五星紅旗與地球同框
今年10月1日,國慶節當天,國家航天局發布行星探測工程天問二號任務探測器在軌飛行期間,獲取的探測器與地球合影圖像,探測器上的五星紅旗與地球同框。
這張圖像是安裝在探測器機械臂上的監視相機拍攝的。天問二號任務計劃通過一次發射完成多項探測任務,包括對小行星2016HO3進行探測、取樣並返回地球。此後再對主帶彗星311P開展科學探測。
我國將實施小行星動能撞擊演示驗證任務
前不久,深空探測實驗室主任兼首席科學家吳偉仁透露,我國正在規劃對一顆小行星實施動能撞擊演示驗證任務,驗證小行星防禦方案可行性。這項任務擬採用“伴飛+撞擊+伴飛”的任務模式,發射觀測器和撞擊器。觀測器先期抵達對目標小行星進行抵近觀測,然後撞擊器對小行星實施高速撞擊。撞擊全過程將通過天地聯合方式,採用近距離高速成像等技術,開展小行星軌道、形貌和濺射物變化觀測,準確評估撞擊效果。
實驗室里的青春答卷
一個個深空探索的背後,是地面科研力量的堅實支撐。“十四五”期間,我國在合肥成立的深空探測實驗室,聚焦軌道設計、智能控制、深空通信等核心技術進行攻關。在這個實驗室里,聚集了以7名兩院院士、10多名工程總師和首席科學家為代表的高端領軍人才,成為高端人才“孵化器”。
在這里,年輕的科研人員迅速成長,展現出中國航天的青春活力。
深空探測實驗室未來技術研究院助理研究員 江亞文:大家好,我是深空探測實驗室的江亞文,這里是我所工作的實驗室。
深空探測實驗室總體技術研究院科研主管 吳健:大家好,我是深空探測實驗室的吳健,現在在我身邊的,是我們的天都一號、天都二號衛星的模型。
深空探測實驗室深空科學研究院研究員 張逍:大家好,我是深空探測實驗室的研究員張逍,這邊是我們的實驗裝置,以及裝置運行時候的工作狀態,同時我們也可以看到,我們有兩個學生正在開展科學實驗研究。
深空探測實驗室未來技術研究院助理研究員 江亞文:這塊黑色的磚,就是用模擬月壤3D打印出來的,仔細看它其實是一層一層、一道一道的,這是因為我們通過裝置匯聚太陽光,形成高能光束,將月壤加熱到1300攝氏度以上,熔融後逐層成型得到。
像這樣的月壤磚,完全是用月球上的物質模擬制備得到的。這意味著未來在月球上修路、蓋房子、建設備平臺都可以不依賴地球的物質供應。像這樣地外資源開發利用的技術,我和我的同事們正在不斷進行研究,我們希望在我們探索太空的同時,也充分利用太空中的水、土壤、大氣等資源,降低深空探測任務的成本和風險。在未來真正實現在月球蓋房子,在火星建基地。
深空探測實驗室總體技術研究院科研主管 吳健:天都一號、二號衛星,它們從一張張圖紙開始,到順利進入到太空中的月球軌道,其中的抓總設計、軌道計算與倣真、研制試驗、在軌驗證這一係列復雜的過程,都是由我們團隊共同完成的。現在,天都衛星在遙遠的深空中,距離我們幾十萬公里的地方穩定運行著。
為了支撐像天都一號、天都二號這樣的深空探測任務的實施,我們也自主研發了這樣一個數據平臺,這個平臺可以很好地整合全球不同國家、地區以及不同深空探測任務的數據資源,並進行智能化的分析和處理,從而實現數據的協同和共享應用,保障任務成功。
此外這個平臺在後續還可以向社會大眾開放,為太空旅遊科普教育這樣的服務提供數據支撐,從而讓深空數據走向千家萬戶。
深空探測實驗室深空科學研究院研究員 張逍:這邊玻璃管里邊,我們可以看到這種紫紅色電離態氣體,就是我們所說的等離子體,要維持等離子體穩態長期的放電,我們大概要進行上千次的實驗研究。
我們為什麼要反復地開展與等離子相關的實驗研究?實際上,我們所熟知的太空,其實是由動態的電磁主導的等離子體環境構成,如果我們要想知道其他星球是否適合生命的“安家落地”,我們必須對空間等離子環境進行研究。同時也是我國火星探測工程“天問三號”的核心科學目標之一。我深信,天問三號必將猶如一艘星海之舟,傳承人類亙古的好奇,穿越星際,最終在火星上安全著陸,而後滿載而歸。