探月提升深空探測(cè)技術(shù)

我國(guó)自主開(kāi)展火星探測(cè)的前提條件已基本具備

深空探測(cè)技術(shù)作為人類(lèi)保護(hù)地球、進(jìn)入宇宙、尋找新的生活家園的重要手段，成為未來(lái)航天領(lǐng)域的主要發(fā)展方向之一。盡管充滿(mǎn)挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)，也曾經(jīng)遭遇失敗，但人類(lèi)探測(cè)深空的腳步從來(lái)沒(méi)有停止。

從1958年美國(guó)和前蘇聯(lián)啟動(dòng)探月計(jì)劃開(kāi)始，世界發(fā)達(dá)國(guó)家和航天技術(shù)大國(guó)都先后開(kāi)展了多種類(lèi)型的深空探測(cè)活動(dòng)，發(fā)射了200多個(gè)探測(cè)器，其中月球120多個(gè)，火星和金星各40個(gè)。

葉培建介紹，目前太陽(yáng)系的所有大行星都被不同程度探測(cè)過(guò)，通過(guò)深空探測(cè)活動(dòng)得到的關(guān)于太陽(yáng)系的認(rèn)識(shí)超過(guò)了人類(lèi)數(shù)千年來(lái)獲得有關(guān)知識(shí)總和的千萬(wàn)倍。

在天文觀測(cè)方面，人類(lèi)已把各個(gè)波段的天文衛(wèi)星送入太空，其中較大的有美國(guó)的伽馬射線(xiàn)觀測(cè)臺(tái)、先進(jìn)X射線(xiàn)天體物理設(shè)施、紅外望遠(yuǎn)鏡設(shè)施、“哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡等4項(xiàng)，而尤以“哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡最為矚目。

作為探月工程二期的先導(dǎo)星，在完成既定的工程驗(yàn)證和科學(xué)探測(cè)任務(wù)后，2011年6月9日，嫦娥二號(hào)奔向150萬(wàn)公里遠(yuǎn)的日地拉格朗日L2點(diǎn)，我國(guó)成為世界上第三個(gè)抵達(dá)L2點(diǎn)的國(guó)家，開(kāi)啟了我國(guó)深空探測(cè)的新征程。

2012年12月13日，嫦娥二號(hào)飛抵距地球約700萬(wàn)公里遠(yuǎn)的深空，并在約3公里的相對(duì)距離與“戰(zhàn)神”擦身而過(guò)，精確交會(huì)，獲得了該小行星分辨率優(yōu)于10米的清晰圖像，繼美國(guó)、歐空局和日本之后又一次成功探測(cè)小行星。

葉培建說(shuō)，月球探測(cè)工程使我國(guó)掌握了許多深空探測(cè)技術(shù)，也新建一批基礎(chǔ)設(shè)施。探月工程二期實(shí)施期間，我國(guó)建成兩座大型地面測(cè)控站，加上其他技術(shù)，我國(guó)的深空測(cè)控通信能力得到很大提升，“能夠達(dá)到距地球4億公里的火星，具備對(duì)火星探測(cè)的遠(yuǎn)距離測(cè)控通信能力?！?/p>

“預(yù)計(jì)今年下半年將發(fā)射嫦娥三號(hào)，在月球進(jìn)行科學(xué)探測(cè)，實(shí)現(xiàn)首次‘落月’，搭載的月球車(chē)將在月球工作3至6個(gè)月，并完成相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測(cè)和回傳任務(wù)?！?/p>

葉培建認(rèn)為，在2020年左右，我國(guó)有望實(shí)現(xiàn)月壤的采集和返回。

火星探測(cè)面臨四大難題

我國(guó)目前暫無(wú)明確的火星探測(cè)計(jì)劃，專(zhuān)家呼吁盡快開(kāi)展

火星被認(rèn)為是除地球外最適合人類(lèi)居住的內(nèi)地行星，成為國(guó)際科技大國(guó)行星探測(cè)的首選目標(biāo)。

葉培建認(rèn)為，國(guó)際上深空探測(cè)有兩個(gè)特點(diǎn)：一是所有探月國(guó)家很快都進(jìn)行了火星探測(cè)，包括探月稍晚于中國(guó)的印度，也已正式開(kāi)展火星探測(cè)；二是本世紀(jì)迄今，火星探測(cè)次數(shù)多于月球探測(cè)，全球都很關(guān)注火星。

不過(guò)，他說(shuō)，我國(guó)根據(jù)綜合考慮，目前暫無(wú)明確的火星探測(cè)計(jì)劃。

葉培建說(shuō)，火星探測(cè)技術(shù)復(fù)雜，除要解決4億公里之遙的深空遠(yuǎn)距離測(cè)控通信問(wèn)題外，還有三方面的難題。

一、距離遠(yuǎn)，通信時(shí)延長(zhǎng)，信號(hào)來(lái)回需要46分鐘；飛行時(shí)間長(zhǎng)，從地球飛往火星單程就需要10個(gè)月；在“日凌”，即太陽(yáng)、地球、飛行器在同一條直線(xiàn)上的時(shí)候，太陽(yáng)輻射將影響通信，而火星探測(cè)器在飛往火星途中，“日凌”現(xiàn)象對(duì)測(cè)控通信的影響將達(dá)2個(gè)月左右。

這要求火星探測(cè)器，在飛往火星途中及開(kāi)展深空探測(cè)任務(wù)時(shí)要具備“自主管理”、“自主導(dǎo)航”的能力。

二、由于距離遙遠(yuǎn)，測(cè)軌精度必定降低，需要采取新的技術(shù)方法，來(lái)保證探測(cè)器近火制動(dòng)的準(zhǔn)確性。

三、研制火星探測(cè)器，需要知道火星表面溫度、大氣等環(huán)境情況，而目前人類(lèi)對(duì)火星了解還太少。

葉培建認(rèn)為，國(guó)際合作可以讓深空探測(cè)資源得以充分利用，“但自主進(jìn)行的深空探測(cè)則顯示了一個(gè)國(guó)家的科技實(shí)力，我們有必要盡快實(shí)施獨(dú)立自主的火星環(huán)繞探測(cè)”。

葉培建表示，我國(guó)有探月工程掌握的關(guān)鍵技術(shù)作為基礎(chǔ)，也具備了自主開(kāi)展到達(dá)距地球約4億公里遠(yuǎn)的火星探測(cè)前提條件，尤其是地面測(cè)控系統(tǒng)建設(shè)的64米大口徑天線(xiàn)完善了我國(guó)深空測(cè)控網(wǎng)，為火星探測(cè)任務(wù)的實(shí)施提供了基礎(chǔ)條件。

目前月球是我國(guó)深空探測(cè)的主要目標(biāo)。根據(jù)設(shè)想，葉培建表示，探月工程將在2020年前完成“繞”、“落”、“回”三個(gè)步驟。相關(guān)專(zhuān)家也論證我國(guó)2025年實(shí)現(xiàn)首次載人登月的可行性。

葉培建認(rèn)為，這些深空探測(cè)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，我國(guó)將突破和掌握開(kāi)展深空探測(cè)所需的一系列關(guān)鍵技術(shù)，獲得一批自主創(chuàng)新的深空探測(cè)科學(xué)成果，為長(zhǎng)遠(yuǎn)的深空探測(cè)科學(xué)研究和航天活動(dòng)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)、物質(zhì)和人才基礎(chǔ)，并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

葉培建說(shuō)，在深空探測(cè)方面，我國(guó)目前缺乏系統(tǒng)的中遠(yuǎn)期規(guī)劃，探測(cè)范圍和探測(cè)方式還有待大力拓展，深空探測(cè)技術(shù)能力和技術(shù)儲(chǔ)備仍不足。本報(bào)記者　蔣建科　喻思孌