“嫦娥”近況
2007年10月24日18時5分4秒,“嫦娥一號”在西昌衛星基地發射升空,發射24分鐘后,星箭成功分離準確入軌,非常漂亮。經過多次變軌后進入奔月軌道,然后進入月球捕獲軌道,整個過程都是精確測控一次成功的,非常完美。
“遠嫁”月球一年有余的“嫦娥一號”,已經經受了二次月食考驗。在進出月食時,“嫦娥”全靠衛星指針化運轉。在月食的陰影中,“嫦娥”有近6小時無法通過太陽帆板獲取太陽能,相當于處于信號盲區;能量儲備成為它能否順利運行的最令人擔心的問題。然而,令中國科學家深感欣慰的是,“嫦娥”運行指數良好,能量儲備甚至還有多余。
2008年5月12日凌晨1時26分,“嫦娥”獲取了月球南北緯70度之間的影像,不久,由咱們中國人制作的迄今為止世界上最大的月球三維圖將揭開神秘的面紗。
真實面貌
月亮自古以來就讓人類感到非常親切,每當晶瑩的月光撒滿大地,就會給人類帶來極大的溫馨,引發人類各種美好的遐想。可是真實的月球上沒有大氣、磁場和火山,是一個古老的能量已經衰竭的僵死天體。
與地球相距38萬公里的月球,表面積3800萬平方公里。由于沒有大氣,所以月球上沒有任何聲響,也沒有介質進行熱的傳導,以至于被太陽照射的地方溫度高于100℃,沒有太陽的地方低于零下100℃。月球曾經有過磁場,但在31億年以前丟了,所以指南針在月球上無任何用處,磁場的消失表明月球內部已經冷凝。月球表面千瘡百孔,由于沒有大氣層的保護,所以一直挨砸,越古老的地方,砸的坑越大、越多、越密,以后漸漸地越來越小、越來越少了,科學家以此編制月球演化圖,了解月球的歷史。
月球表面有一層厚厚的月壤,“阿波羅”宇航員留在月球表面的腳印很深,由于沒有風雨,這腳印和任何痕跡都可以保存幾十萬年。月球內部的物質分布很不均勻,科學家把物質特別集中的地方稱作“質量瘤”,繞月探測器飛過質量瘤上方時所受的引力突然增大,以至于飛行軌道一會兒下降一會兒上升,給飛行控制帶來很多困難。31億年以來,月球非常穩定,沒有火山爆發也沒有板塊運動,即使發生月震也只是輕輕地顫動,因此,月球是人類研究宇宙和地球本身的最佳平臺。多少年來科學家一直想把天文臺建到月亮上去。
月球魅力
冷寂了近20年后,美國、俄羅斯、巴西、日本、德國、英國、法國、印度和中國,都提出了要重返月球。你一定會問,人們為什么會對月球重新產生如此大的興趣?盡管1984年聯合國通過的《月球條約》規定:月球及其自然資源是人類共同財產,任何國家、團體和個人不得據為己有。但是大家都明白,月球,誰先利用誰先獲益;喪失月球就意味著喪失巨大的機遇。只有開展月球探測,并取得一定成果,我們才具有履行《月球條約》分享開發月球權益的實力,才能維護我國的月球權益。
月球上有兩種能源引起了地球人的關注。一個是太陽能。因為月球的一天相當于地球上27天多,這意味著月球的一個白天有將近半個月,一個晚上也有近半個月。月球上沒有風霜雨雪,也沒有云彩,白天一直有太陽照耀,所以太陽能電池板可以無限制地鋪設,而且能量密度又非常高。只要在月球上建立三個太陽能發電站,就可以一直為地球供電。只是地球人口實在太多,僅靠來自月球的太陽能發電,終究解決不了全球的需要。
月球上更吸引人的另一個能源是氦3。大家知道,如果把氫的兩個同位素氘和氚的原子核聚合在一起,可以放出巨大的能量。這個能量就是太陽能量的來源,也是地球上氫彈爆炸時所釋放的能量。氘在地球的海洋里有幾十億噸,可謂取之不盡;但氚在地球上得另外生產,加上氚是放射性的,所以生產、存儲都令人頭痛。因此,科學家想要用氦3取而代之,因為它是很安全的,但是地球上沒有氦3!而蘇聯科學家的測試證明,月球的土壤里卻有很多的氦3,總量可以達100萬~500萬噸。如果50年后能實現可控核聚變發電商業化,月壤中的氦3資源估計能支持地球7000年的發電需要。
探月之路
中國月球探測的第一步是無人月球探測,第二步是載人登月,第三步將建立月球基地開發月球資源。其中無人月球探測計劃又分為“繞”、“落”、“回”三期實現。第一期就是已由“嫦娥一號”實現的繞月探測。在全面了解月球的基礎上,第二期要落在月球上,有著陸器有月球車,將精確地實地探測月球的一個地區。第三期不僅要落下去,還要從月球上帶回來一些東西,并安全返回地球。這三期都是無人的,做完這三期我們就知道自己有沒有能力回來,怎么回來,這樣才能夠實現載人登月的目的。
和“嫦娥一號”的奔月過程不同,第二期的發射工作基本上確定是直接送入奔月軌道,然后再進行降落,整個降落過程非常復雜,不僅要減速、反推,還要在此期間找一個比較平坦的地方,更要能自主控制,以確保著陸器和月球車能平安降落在月球表面。
第三期更復雜,將會有一個著陸器降落在月球上,可能還會有留軌艙。采樣器采樣以后送到返回艙里,這個返回艙離開月球后先進行繞月飛行,然后發動機點火使它離開月球奔向地球,并進入地球的大氣層,最后用降落傘降落在地球上。由于第三期要承載的東西很多,所以,我國正在研究新的大型運載火箭,并在海南島建設一個新的發射場區。因為太大的火箭公路運不了,鐵路也運不了,只能靠海運,用船運到海南島。這些都是很艱難的工作。
“嫦娥工程”總設計師孫家棟舉例說:探月衛星的發射,必須考慮在發射的那一刻,月球在太空的什么位置。因為地球與月球都在一刻不停地轉動,計算好在某一天、某一時段幾點幾分發射輕易是不能變的。例如,計劃好要在某年的4月18日發射,發射時間就要定在6時23分,如果推遲一天,就是6時28分,再推遲一天,就成為6時33分。本來發射就是一件很難的事情,衛星又必須確保在這個時間里準確發射升空就更是難上加難。火箭點火是牽動全局的事情,與之有關的火箭、衛星、發射場、測量控制、通信保障等系統,都要保證與這一發射時間絕對同步。這是非常艱難的,非常非常的艱難。