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我国的月球基地建设计划,在去年4月份已经公布,大概分三个阶段建设。
探月工程总设计师吴伟仁院士在当月举行的首届深空探测国际会议上,详细介绍了分步实施,最终建成月球科研站的计划目标。
首先,是建设一个由机器人建造和运行的早期无人科研站。
再是,将早期科研站升级改造成短期有人照料和维护的科研基地前哨。
最后,才是建造完成长期有航天员驻留,有科学家定期进行科研的正式月球基地。
按照公布的时间表,2025年发射嫦娥六号、2026年前后发射嫦娥七号、2028年前后发射嫦娥八号,到2030年前后,几大任务完成时,我们的月球科研站基本型也将同时建成。
并且,载人登月大概率在2030年的同一时间段实施。
好消息是,原计划2025年前后进行的嫦娥六号任务,已经明确提前至今年3到5月份。
而随着2024年的到来,一旦嫦娥六号顺利完成月背采样返回,整个探月四期工程都有望大大提前。
嫦娥六号目前已经运抵海南文昌一段时间了。
六号的任务,实际上算是给月球科研站,这一月球基地建设的早期阶段打个前站,进一步确定月球南极空间环境,主要是月壤的情况。
结合后续的嫦娥七号、嫦娥八号任务,为建设月球基地最终成型进行验证考察,为载人登月提前打下基础。
到目前为止,人类的许多探测器都抵达过月球,但仔细盘点,就会发现,我们的探测器抵达月球的方式水平是最高的。
不像其他国家,为了排名而探月,我们是始终稳扎稳打,反而整个进度加快了。
造成的结果就是一步快、步步快。计划进行的顺利程度,连我们自己都感到惊讶。
我们本来的登月计划,制定的时间表是比美国人慢的。
但谁曾想,他们美国“老登”的技术退化这么大,登月火箭研制、试验慢,登月飞船制造、验证慢。
加上NASA合作外包的月球探测器,几个竞标成功的商业航天公司,也是搞得状况频出。
美国的重返月球计划不得不一推再推。
这样一快一慢,我们反而可能先一步建成月球基地,先一步完成登月了。
而且,这一系列的提前和成功,还导致了后续相关任务的一个意外变化。
那就是嫦娥七号。
我们的嫦娥六号、七号、八号和五号其实都是同批次的产品。
基于我们传统的有备无患原则,编号单数的一般是任务首选,双数的则都是备份。
得益于我们每次任务的严谨、顺利,备份选项从来都没有启用,多出来的探测器就可以用来执行新的探索任务。
双数的嫦娥六号,也是因为嫦娥五号任务的顺利完成,才能够富余下来,将被用来执行世界首个月背采样返回任务。
嫦娥七号的任务是要完成未来月球基地的选址和勘测。
通俗讲,就是看看月球南极有多少撞击坑,而哪个坑附近具备建立基地的条件。
可以说任务相当重要。
月球基地建设不同于地球基建,也不同于空间站建设。
要面临宇宙辐射、低重力、极端温差、地质问题、资源问题等等等等。
宇宙辐射、低重力、极端温差这几个难题,随着我们前期的嫦娥任务,从嫦娥一号到嫦娥四号,已经可以说是完美解决了。
像玉兔二号,当初设计寿命3个月,到如今,已经超过5年,长时间在月球环境工作,显然我们已经掌握了探测器在月球表面的长时间生存技术。
剩下的就是地质和资源。
月球基地目标选址附近,大量陨石坑地下有月球形成早期的熔岩洞,这些地下洞穴很可能会影响月表基地的稳定和安全。
再一个,航天员生活必需的氧气和水,也不能离未来的月球基地太远。
所以,在月球南极附近选择合适地点、进行详细勘测,就成为月球基地建设准备阶段的最后一步。
执行这个任务的嫦娥七号,可以说是月球基地建设的先导。
在基地选址问题上,目前南极建设基地的想法占据主流。
一是,月球南极很有可能存在大量的水冰,就近取用方便。
二是,熔岩洞的洞口在南极地区较多,建设基地或者实验都是很好的。
嫦娥六号,前往月背,目标就定在南极艾肯盆地地区。
在这一区域采样返回,对区域的月壤进行分析检测,也就由六号来承担。
而嫦娥六号任务,需要新的中继卫星,
毕竟鹊桥卫星虽然燃料剩余还能支持8年,但5年的设计寿命已经达到,再用难免出差错。
这就需要重新打一颗中继星,而且要在嫦娥六号到达之前先打上去了。
鹊桥二号的任务应运而生。
本来,七号是设计的自己携带卫星做中继,嫦娥六号和鹊桥二号的出现,让嫦娥七号的中继卫星载荷完全可以去掉,本来8.2吨的重量空间就能更好的搭载新设备了。
按照鹊桥二号的重量估算,能省下1吨多的重量。
多出来的载荷用来提高着陆器和月球车重量,使得安装更多更强的仪器,成为可能。
这是嫦娥七号任务的创新点,如果成功,将是世界上第一个在月球飞行的探测器。
月球陨石坑深处,有一些永远不会被太阳照到的地方,即月面永久阴影区,这一块是水冰最可能存在的区域。
对月面永久阴影区的勘察,巡视车速度有限,不能深入太远。但探测器如果可以巡视飞行,就能解决这个问题。
嫦娥七号的飞跃探测器,有我们设计的独立飞控系统、动力系统以及着陆系统。
没错,它不是一飞就完,而是能在月球反复起降。
着陆后,甚至还能用着陆腿行走。
妥妥的空地两栖。
这种设计能让探测器探索更大区域。
本来的设计是这样的,斜面可以接收较低角度的阳光,在南极地区方便充电。
但载重空间增加后,我们做了新改进。
主体结构变为棱台结构,样子也由金字塔形,变为更平衡的扁盒形。
将能更加适应极地的太阳光照,使得棱台结构填充的太阳能电池,可以从多个侧面接受极低角度的光照,可充电时间大大增加了。
在阳光下充电后,它将飞入永久阴影区撞击坑进行探测,获取水冰存在证据。
电量降低后,又能快速飞离阴影区,再充电。
这样来回进行探测,探测效率和范围都能得到保障。
变化不大,携带着月球车和飞跃探测器,降落月球背面。
除了常规的探测任务,它还将作为未来构成科研站基本型的重要部分,将有更多功能。
寿命设计也是达到了8年,按照我们的一贯作风,延长寿命,持续工作个10多年,应该不是幻想。
着陆器还将验证精准定位自主降落功能。
因为月球基地的选择,既要光照期长(有电),又要离阴影区近(有水)。
所以着陆区可选区小了很多。
我们的落月,就要求最好正中靶心。
一旦实现超高精度的降落,也算是为未来载人登月铺好了路,我们的航天员登月也会更安全放心。
可以说是嫦娥七号任务的信息控制中枢。
轨道器将绕月飞行,居高临下,扫描月球地形地貌。
相比早期的嫦娥任务得到的月球图像,嫦娥七号携带了更先进的光学遥感设备和月球微波成像雷达,可以对南北两极永久阴影区的撞击坑,进行高分辨率雷达成像。
也同时给飞跃探测器规划最佳飞行路径,分辨率优于0.3米,可直接辨别永久阴影区中对飞行和着陆有阻碍作用的障碍物。
看到没,这也表明,嫦娥七号这几个部分不是孤立的,它们在38万公里外的月球仍然能互相联系,互相辅助。
其实,这也是未来无人机器人建设月球基地的预演。
多个无人机器人分工合作,相信月球基地的建设也会更加顺利。
可以说,即使嫦娥七号任务结束,轨道器也将长期绕月飞行,成为一颗事实上的绕月遥感卫星,充当我们在月球天空的千里眼。
继承了我们玉兔月球车的传统,嫦娥七号也将携带我们自己的月球车,玉兔三号。
事实上,玉兔三号的测试工作,已经进行的相当全面了。
月球车的登月任务也肯定离不开未来的基地建设,它将携带月表磁场测量仪,随着在月球的行走,进一步测试各种仪器在月面的运行情况,看看月面施工条件具体如何,这也会决定我们最终在月球上用什么设备进行基地建设。
除此之外,阿联酋的月球车也将搭载顺风车登月。
倒也不用担心站太大空间,拉希德二号,重10公斤,是个偏小型的月球车。要知道,我们的玉兔三号有800公斤重。
嫦娥七号与许多国家都有合作,法国、荷兰的设备都会搭载。
未来,甚至有可能有更多国家合作,增加设备。
有人说,我们能自己做,为什么还要别国,就不能自力更生吗?
首先,美国为了登月和建设月球基地,很是拉拢了一批国家,还签订了一个“月球宣言”,大言不惭的声称月球要遵守他们签订的月球法律。
我们必须反制,合纵连横就是一个必要的策略。
另一个,阿联酋这次为了加入嫦娥七号任务,光是合同费用,就给了我们360亿人民币,近52亿美元。
我们的嫦娥一号到五号,之前公布的总花费,才大约84亿人民币。
就是这次的嫦娥七号单独花费,预计也就50亿人民币。
阿联酋花360亿当去月球的船票,足够我国再向月球发射7、8次类似的任务了。
嗯,很有诚意。我们后续还将共享探测结果给阿联酋。
所以,你说,干不干吧,嫦娥七号还没发射,整个任务甚至已经是盈利了。
我看,美国你也可以等一等,我们载人登月完成,你花个几百亿的路费。
我们把你的宇航员捎上去,来个月球一日游,也算你重返月球了。
岂不两全其美。
嫦娥七号还有一个很特殊的月震仪,前一阶段,美国媒体夸大性的报道月震,我们当然不能被扰乱视线,但也要提高警惕。
月震确实会影响月球的基地安全性。
所以,我们也是突发奇想,既然有的洞穴或者月表有坍塌风险,那我们就提前制造月震,摧毁结构不稳定的洞穴。
对,我们这款月震仪,不仅能监测月球自然震动,还能监测人工制造月震。
没错。
嫦娥七号的月震仪,带了一个叫“月壤侵彻式勘察器”的东西,将在距离着陆器500至1000米距离,进行侵彻实验,在深度1.5米的位置制造人工月震。
同时探测可供选择的熔洞,并且验证其结构强度。
嫦娥七号任务完成后,我们的月球基地选择和勘测也就基本完成了。
可以说,未来月球基地的建设方式和运转方式,都将受嫦娥七号实验结果的影响。
举个例子,如果南极撞击坑里有大量水冰还好。
万一,我们没有发现水冰,或者当地的水冰太少,我们也有别的预案。
我们会采用新的方法,在月球用月壤提取水,嫦娥五号任务已经证实月壤中含少量水了,只要月壤的量跟上,水是可以大量制备的。
另一个,月球上含有大量的钙钛矿,我们也已经验证了从里面提取氧气的技术。
所以,期待嫦娥七号,它将是我们月球基地建设的急先锋。
2026年,甚至更早的2025年,嫦娥七号任务完成之日,
我们就可以说出那句话了:
好了,开工吧!
页面更新:2024-02-21
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