未來(lái)10年多國(guó)航天員將“搶灘”登月

上世紀(jì)，阿波羅17號(hào)的宇航員哈里森·施密特在月球表面執(zhí)行任務(wù)。圖/NASA/MSFC History Office

歐空局計(jì)劃建造的“月球村”效果圖。歐空局希望利用3D打印月壤來(lái)獲取建筑材料。圖/歐空局官網(wǎng)

新京報(bào)訊 (記者倪偉)近日，美國(guó)航空航天局NASA公開(kāi)2020年度總統(tǒng)預(yù)算提案，總計(jì)210.19億美元的預(yù)算中，大約一半用于將航天員送往月球及更遠(yuǎn)深空的勘探活動(dòng)。

除美國(guó)外，最近兩年不少國(guó)家先后提出新的月球探測(cè)計(jì)劃，月球再度成為人類追逐的對(duì)象。這一次，各國(guó)不僅要把自己的航天員送上月球，插上國(guó)旗，還要建造月球基地，更長(zhǎng)時(shí)間地留在那里。各國(guó)登月計(jì)劃中，美國(guó)時(shí)間最早，計(jì)劃2028年之前載人登月，俄羅斯計(jì)劃于2025年至2035年之間。前不久召開(kāi)的全國(guó)兩會(huì)上，中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁說(shuō)，未來(lái)10年左右，中國(guó)人也將踏上月球。

多國(guó)爭(zhēng)相出爐月球基地計(jì)劃

NASA近日公開(kāi)2020年度的總統(tǒng)預(yù)算提案(PBR)，總計(jì)210.19億美元的預(yù)算中，大約一半(107億美元)經(jīng)費(fèi)主要用于將航天員送往月球及更遠(yuǎn)深空的勘探活動(dòng)。預(yù)算并申請(qǐng)3.63億美元研制一型月球著陸器，用于向月球運(yùn)送貨物和人員。

美國(guó)重返月球計(jì)劃正逐步落地。此番探月計(jì)劃始于2017年12月11日，總統(tǒng)特朗普簽署太空政策一號(hào)指令，明確將把航天員送回月球——不僅要插上旗幟、踏上腳印，還要為去火星做準(zhǔn)備。

當(dāng)天，82歲的阿波羅17號(hào)航天員哈里森·施密特站在特朗普身后，45年前的同一天，他作為阿波羅計(jì)劃最后一次任務(wù)的航天員登上月球。自那以后，人類再未涉足月球。

2028年之前，NASA希望將航天員再次送回月球表面。在第一次任務(wù)中，航天員可能會(huì)在月球表面停留長(zhǎng)達(dá)7天——比歷史上任何一次登月任務(wù)都要長(zhǎng)。之后，在月球建立可持續(xù)利用的基地。

美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)會(huì)員、“小火箭”聯(lián)合會(huì)創(chuàng)始人邢強(qiáng)表示，經(jīng)過(guò)60余年的太空探索，人類已經(jīng)掌握了與探月有關(guān)的5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：飛掠月球、環(huán)繞月球飛行、無(wú)人探測(cè)器在月球表面著陸(正面+背面)、載人登月、月球表面采樣并返回。這些技術(shù)將推動(dòng)我們?cè)谠虑蜷_(kāi)展比以往更宏大的行動(dòng)計(jì)劃。

去年下半年，俄羅斯聯(lián)邦航天局相關(guān)人士表示，俄羅斯將分三個(gè)階段建設(shè)月球基地。2025年之前，在國(guó)際空間站上進(jìn)行技術(shù)測(cè)試;2035年前，測(cè)試登陸月球表面的技術(shù)，其間實(shí)施首次載人登月，預(yù)計(jì)停留14天，并帶去一些建設(shè)月球基地的部件;2035年后，將搭建一個(gè)完整的、可居住的月球基地。

歐空局今年年初宣布，將研究月球采礦技術(shù)，并計(jì)劃于2025年開(kāi)始相關(guān)探測(cè)任務(wù)。數(shù)年之前，歐空局就提出了全球共建“月球村”計(jì)劃，力主以3D打印技術(shù)用月球土壤制造建造材料，以此解決從地球運(yùn)輸建材的難題。

未來(lái)十年中國(guó)人將踏上月球

自年初嫦娥四號(hào)在月球背面登陸后，目光更長(zhǎng)遠(yuǎn)的中國(guó)探月計(jì)劃逐步公開(kāi)。

據(jù)中國(guó)國(guó)家航天局公布的計(jì)劃，嫦娥六號(hào)將登陸月球南極并采樣返回，嫦娥七號(hào)也計(jì)劃著陸南極，進(jìn)行一次對(duì)南極地形地貌、物質(zhì)成分、空間環(huán)境綜合探測(cè)任務(wù)。嫦娥八號(hào)則將進(jìn)行一些關(guān)鍵技術(shù)的月面試驗(yàn)，為建設(shè)月球科研基地做一些前期探索。

3月18日，中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師、中國(guó)工程院院士吳偉仁在中科大演講中說(shuō)，未來(lái)10年中國(guó)將在月球南極建立國(guó)際月球科研站。在那之前，會(huì)在2022年或2023年做些實(shí)驗(yàn)。他在全國(guó)兩會(huì)上說(shuō)，10年左右，中國(guó)人的足跡將踏上月球。

追問(wèn)1

各國(guó)為何爭(zhēng)相“搶灘”月球？

月球基地不僅可為登陸火星積累經(jīng)驗(yàn)，也可成為飛向火星的中轉(zhuǎn)站

人類最后一次登陸月球是1972年的阿波羅17號(hào)任務(wù)。阿波羅計(jì)劃之后，美國(guó)轉(zhuǎn)向深空探測(cè)，飛向太陽(yáng)系越來(lái)越遠(yuǎn)的疆域。此番將目光調(diào)轉(zhuǎn)回月球，醉翁之意不在酒，意在火星——月球基地建設(shè)不僅可以為登陸火星積累經(jīng)驗(yàn)，也可以成為飛向火星的中轉(zhuǎn)站。

美國(guó)深信，下一次“革命”將發(fā)生在太空，以采礦、旅游和科研為基礎(chǔ)的太空經(jīng)濟(jì)，將為后代提供發(fā)展動(dòng)力。特朗普表示，希望將美國(guó)的存在擴(kuò)展到宇宙最遠(yuǎn)角落，在此過(guò)程中，美國(guó)將保持太空領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。

中國(guó)嫦娥工程元老葉培建院士曾將太空探索時(shí)代與大航海時(shí)代相比較。他說(shuō)，中國(guó)錯(cuò)過(guò)了地理大發(fā)現(xiàn)，不能再錯(cuò)過(guò)宇宙探索。“現(xiàn)在能去我們不去，后人要怪我們。這一條理由就夠了。”葉培建說(shuō)。

誰(shuí)更早涉足月球和深空，誰(shuí)就有了開(kāi)發(fā)太空資源的優(yōu)先權(quán)。重返月球更多地寄托著開(kāi)發(fā)月球資源和試驗(yàn)外星球生存技術(shù)的期望——月球是人類外星球生存的第一步，也是相對(duì)最簡(jiǎn)單的一步。

追問(wèn)2

月球基地建在哪兒最合適？

月球南極連續(xù)光照可達(dá)近180天，適合科研人員和儀器設(shè)備連續(xù)工作

對(duì)月球數(shù)十年的探測(cè)研究顯示，月球有很多得天獨(dú)厚的自然資源適合人類開(kāi)發(fā)，其蘊(yùn)含的上百種礦藏中有5種是地球上沒(méi)有的。航天專家龐之浩介紹，月球含有大量的氦3，這種在地球上很難得到的物質(zhì)是核聚變反應(yīng)的高效燃料，可為人類提供便宜、無(wú)毒和無(wú)放射性的能源。

同時(shí)，月球的引力只有地球的1/6，航天器起飛更加容易;月球的水冰可提煉、分解成航天員所需的空氣和深空飛行器所需的燃料。這些條件，形成了月球作為深空探測(cè)前哨站或中轉(zhuǎn)站的優(yōu)勢(shì)。

“總之，月球基地可以用于月球科學(xué)研究、月球資源開(kāi)采利用、科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)平臺(tái)、月基空間觀測(cè)站和載人深空探測(cè)中轉(zhuǎn)站等。”龐之浩說(shuō)。

利用月球基地，航天員或機(jī)器人可以開(kāi)采月球土壤中豐富的鋁、鐵、硅，直接生產(chǎn)成建材來(lái)建造房屋。也能采用3D打印技術(shù)就地取材建造月球村，歐洲就準(zhǔn)備采用這種方案。這樣做不僅能節(jié)省成本，還可利用月壤建造的半地下房子抵抗月球的極端溫差和太陽(yáng)照射。

對(duì)于月球基地的選址，龐之浩認(rèn)為，應(yīng)考慮幾點(diǎn)：一是建在與地球能方便通信的月球正面;二是建在月面比較平坦、有利于月球飛船安全著陸的地方;三是如果要建資源基地，需要選址在月面有豐富礦產(chǎn)資源的地方。

月球基地選址還要滿足兩個(gè)基本要求：有充足的陽(yáng)光和儲(chǔ)存豐富的水冰。龐之浩說(shuō)，從目前來(lái)看，在月球的兩極建基地比較好，平坦的地勢(shì)便于探測(cè)器著陸和起飛，一些區(qū)域接近于在太陽(yáng)的永久照射之下，而在太陽(yáng)照不到的地方則有水冰。

月球大部分區(qū)域在晝夜之間轉(zhuǎn)換，每個(gè)月晝、月夜都長(zhǎng)達(dá)14天，月夜-190℃的極端低溫是妨礙人類探測(cè)器運(yùn)轉(zhuǎn)的“天敵”。而月球兩極有極晝和極夜現(xiàn)象，南極連續(xù)光照可達(dá)近180天，這是建設(shè)科研站的有利條件，適合科研人員和儀器設(shè)備連續(xù)工作。目前各國(guó)落月探測(cè)計(jì)劃，大多初步選址于南極。

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