隨著神舟四號飛船的即將上天，中國很快就將在載人航天領(lǐng)域跨出自己那炫目的一步。至此，航天領(lǐng)域的“三駕馬車”中，中國在衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天兩個方面快馬加鞭，取得了讓世人嘆服的成就。
于是，中國航天人又將探尋的目光轉(zhuǎn)向了月球。他們希望，中國月球探測計劃的提出和實施，能成為我國邁向深空探測的第一步。
探月三步走，走出自己特色
2000年11月，中國發(fā)表《中國的航天》白皮書，在近期發(fā)展目標(biāo)中明確提出“開展以月球探測為主的深空探測的預(yù)先研究”。由此，我國月球探測計劃開始“浮出水面”。
在制定計劃時，航天專家普遍達(dá)成共識：雖然我們起步較晚，但中國的月球探測活動不會重復(fù)別人已經(jīng)做過的工作。中國的月球探測計劃起點要高，要有特色，要科學(xué)地選擇我國進(jìn)行月球探測的目標(biāo)，既要填補(bǔ)我國月球探測的空白，也要為人類建立月球基地增添新的科學(xué)依據(jù)。
根據(jù)中國月球探測計劃首席科學(xué)家、國家天文臺歐陽自遠(yuǎn)院士介紹，我國月球探測計劃將分三步走：
第一步，利用我國現(xiàn)有技術(shù)和條件，向月球發(fā)射月球探測衛(wèi)星。月球探測衛(wèi)星將繞環(huán)月軌道運(yùn)行，對月球進(jìn)行遙感探測，除了探明月球上蘊(yùn)藏豐富的氦3、鐵、鈦、水冰等能源和資源外，還將查明月球表面的環(huán)境、地貌、地質(zhì)構(gòu)造與物理場，爭取對月球的形貌特征、資源性元素分布規(guī)律及開發(fā)利用前景有一個初步認(rèn)識。
第二步，使用月球車在月球“軟著陸”，腳踏實地地在月球上進(jìn)行探測。
第三步，機(jī)器人登上月球，在月球有代表性的區(qū)域進(jìn)行采樣，完成任務(wù)后返回，為載人登月并返回做準(zhǔn)備。
事實上，中國為探測月球所做的準(zhǔn)備已經(jīng)開始了。據(jù)了解，目前包括多家高校在內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)，正在展開研制月球車的“競賽”，一些研究機(jī)構(gòu)因為月球車研制技術(shù)日益成熟，已有些按捺不住，迫不及待地在媒體展開了宣傳，期望在日后的月球探測計劃技術(shù)招標(biāo)中，自己設(shè)計的月球車能夠受到青睞。
中國還專門成立了一個空間機(jī)器人的研究機(jī)構(gòu)，目前該中心已設(shè)計出多種太空機(jī)器人，其中用于月球表面探測的機(jī)器人輕小靈巧，會自由移動、爬坡和躲避障礙，并能適應(yīng)月球上大溫差和輻射等環(huán)境。
長三甲火箭加?xùn)|方紅三號衛(wèi)星
“探月三步走”已確定，但第一步如何走？我國將采取什么方法，怎樣發(fā)射自己的月球探測衛(wèi)星？這始終還是個謎。
不久前，在北京航空制造工程研究所組織的一次學(xué)術(shù)報告會上，中國運(yùn)載火箭研究院火箭總指揮龍樂豪院士抑制不住自己的激動，向人們講述了正在醞釀中的我國月球探測第一步計劃的大致構(gòu)想。
龍院士介紹，采用多級大推力火箭，發(fā)射1至2噸的月球探測器進(jìn)入環(huán)月軌道，環(huán)繞月球進(jìn)行探測，是我國首次月球探測計劃的基本設(shè)想。
“使用長三甲火箭作運(yùn)載工具，將東方紅三號衛(wèi)星稍作改進(jìn)，依靠現(xiàn)有技術(shù)，一旦立項，我國有望在3年內(nèi)發(fā)射月球探測衛(wèi)星。”龍院士的樂觀是大家始料未及的。
航天界人士認(rèn)為，其實我國現(xiàn)在就已基本具備發(fā)射月球探測衛(wèi)星的技術(shù)條件。
一個不可否認(rèn)的事實是，雖然我國航天技術(shù)與國外先進(jìn)水平相比還有很大差距，但目前運(yùn)載火箭技術(shù)及運(yùn)載能力卻大大超過美國和前蘇聯(lián)三四十年前進(jìn)行第一輪探月時的能力。
醞釀中的我國探月計劃，運(yùn)載火箭一共有三大類型九種方案可供選擇。其中，我國自行研制的長三甲系列的3種火箭，可分別將1600千克、2400千克和3300千克的探測器直接送入奔月軌道，由于它們運(yùn)載能力大，并且已成功進(jìn)行過10次發(fā)射，因此長三甲火箭是發(fā)射探月飛行器首選。
專家們還樂觀估計，即便是在將來，在月球探測器既要在月球表面著陸，又要從月球返回地球，所需的發(fā)射質(zhì)量較大的情況下，中國規(guī)劃中的最大運(yùn)載能力達(dá)到28噸的新一代運(yùn)載火箭，也能完全滿足要求。
研制月球探測器不是新手
事實上，中國在研制月球探測器上并不是新手。從1962年起，中國就開始對“月球號”、“徘徊者”、“勘測者”、“月球軌道”和“阿波羅”等月球系列探測器進(jìn)行跟蹤研究，還參與了阿波羅17號樣品的研究工作，中國已有多年研制空間環(huán)境探測器和空間遙感器的能力與經(jīng)驗。
目前，月球探測器的各個分系統(tǒng)，如結(jié)構(gòu)、熱控制、姿控、軌控、電源、測控、數(shù)據(jù)管理等，我國基本可利用現(xiàn)有的研制成果。
我國歷經(jīng)10年研制的“東方紅三號”是我國目前性能最為優(yōu)良的通訊衛(wèi)星，自1997年5月12日發(fā)射升空后，至今已在太空安全運(yùn)行5年。這是一顆有著箱形結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星，太陽能電池板像兩只翅膀一樣分布在衛(wèi)星的兩旁，最大跨度達(dá)18.1米。它最受月球探測專家們青睞的是，“東方紅三號”衛(wèi)星平臺就像是“一臺卡車”，既可以搭載通信系統(tǒng)成為通信衛(wèi)星，也可以搭載探測器搖身變成一顆月球探測衛(wèi)星。
此外，我國現(xiàn)有的地球測控網(wǎng)也完全能夠勝任月球探測的遙測和遙控任務(wù)。近年來，我國開展了大量的空間科學(xué)研究，先后利用探空火箭和衛(wèi)星測量了近地空間的磁場、太陽射線、宇宙射線、高能質(zhì)子、電子等，還對太陽活動進(jìn)行監(jiān)測，在空間探測方面積累了相當(dāng)經(jīng)驗，這些都為月球探測奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
113個小時飛臨月球
龍院士介紹，一般而言，將月球衛(wèi)星送入環(huán)月軌道有兩種方式。一是依靠運(yùn)載火箭直接將月球衛(wèi)星送入環(huán)月軌道，第二種是先用運(yùn)載火箭把月球衛(wèi)星送入地球軌道，再由月球衛(wèi)星依靠自身動力加速進(jìn)入環(huán)月軌道。這兩種方法各有利弊，未來我國探月計劃究竟采用哪種方案，還需進(jìn)一步論證。
一種典型的軌道發(fā)射方案是：先用運(yùn)載火箭將月球探測器送入近地軌道，在離地球3000公里的高空進(jìn)行修正后，飛向月球并最終將衛(wèi)星送入環(huán)月軌道，全程38萬公里，飛行時間達(dá)113個小時。龍樂豪院士說，由于利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行月球探測，我國發(fā)射月球衛(wèi)星的研發(fā)周期將不會超過3年。也就是說，一旦立項，我國的月球探測衛(wèi)星有望在3年內(nèi)上天。
來源：南方周末 作者：曾偉
