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探月全球化 月球储水量或远超预期


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2010-06-16

 

探月全球化

  “如果大家各自为战,50个国家把50面国旗都送上月球,至少需要5万亿美元,虽然可以这么尝试一下,但是会很困难。因此,在月球探测的道路上,世界各国谋求合作是很有必要的。”

  “欢迎大家来到北京,这里是月球首都……”5月31日上午,在世界月球会议开幕式的发言中,国际月球探测工作组执行主任、国际月球会议国际程序委员会主席伯纳德·福音开起了玩笑。

  这是第二次在中国举行世界性月球会议,虽然北京并不是真正的月球首都。但是近些年来中国在月球探测领域所取得的成就和雄心勃勃的探测计划还是让北京吸引了世界的目光。

  在本次会议上,不同肤色的专家、学者、记者用带着浓重地方口音的汉语和英语进行交流,探月则是唯一共同的主题,热烈的气氛让人可以明显感觉到新一轮的探月热潮正在袭来,而在这种现象的背后,则是众多国家雄心勃勃的月球探测计划。

  知名航天专家、《国际太空》副主编庞之浩在接受《北京科技报》采访时表示,进入21世纪以来,美国、俄罗斯、日本、中国、印度、英国和德国等国纷纷制定了各自的探月新计划,有的已经开始实施,这大大加速了目前月球探索的进程。

  据悉,现在俄罗斯已经计划在近几年发射月球探测器以进一步研究月球内部构造、寻找月球矿产资源和进行土壤分析,并计划在2015年后建立一座全自动化的无人月球基地 。日本宇宙航空研究开发机构目前已经推出了宇宙开发的2025年计划,其中登月计划是这一长期蓝图的一个主要项目,记者了解到作为登月计划的一部分,日本打算启用拟人化机器人开发月球基地。而德国可能尝试在2015年前后发射无人月球探测器;英国国家航天中心目前也已经宣布要面向工业界招标,对准备在2014年发射的“月光”探测任务进行为期9个月的研究。另外,2009年印度也公布了自己的“登月计划”,他们声称最晚于2020年实现航天员月球漫步。

  虽然美国总统奥巴马在今年4月表示,美国将放弃旨在重返月球的“星座计划”,但是杨俊华表示,这并不表明美国当前已经放弃了月球探索的努力,事实上,美国为了自己更为雄心勃勃的深空探索计划,还会将月球作为继续探索的目标,并将会以月球作为跳板,进而进行一些深空探索项目的研究。

  中国探月工程的一些最新进展在本次会议上受到了最为广泛的关注。中国航天科技集团公司科技委副主任、中国探月工程副总设计师于登云透露,未来中国将逐步建立无人值守的月球基地,并在条件具备后实施载人登月工程和建立有人驻守的月球基地。

  这个宏伟计划是建立在中国探月工程一期圆满结束的基础上的,国际宇航联合会副主席、航天科技集团副总经理吴燕生在接受记者采访时表示,目前中国探月工程一期已经结束, 当下,中国正在实施探月二期工程。这期间将实现月面勘测、软着陆和自动巡视机器人勘测,包括执行“嫦娥二号”、“嫦娥三号”、“嫦娥四号”三个月球探测器的任务。

  不过中国科学院院士、中国探月工程首席科学家欧阳自远告诉记者,要建立有人值守的月球基地,提前要做很多基础性的准备工作,目前我们在这方面的工作还远远不够。

  据了解,在登陆月球以前,必须要对月球的地形地貌有一个充分的了解,因此就必须利用先前发射的月球探测器绘制出一幅精确的全月球三维地形图。地形图不但可以用来对月球月貌、月球构造、月球形成机理进行研究,更可以为将来的登月做准备,在哪个地方登陆,怎么登陆,登陆器怎样设计,登陆过程的安全保障,以及登陆之后月球车的行走,都离不开地形图。

  目前,我国的科学家已经利用“嫦娥一号”搭载的CCD立体相机和激光高度计的科学数据,绘制出了世界上唯一覆盖全月球、最为清晰的1:250万影像图,但是还没有月球的三维地形图。

  据欧阳自远透露,目前,我国的科研人员正在把激光高度计的测高数据和CCD相机的影像数据相结合,以便绘制出一张更为精确的全月球三维地形图。虽然这个立体图的处理时间会很长,但并不存在任何技术方面的问题。

  于登云说,虽然目前中国还没有明确的载人登月和有人驻守月球基地计划,但相关单位和科技人员正在进行论证,积极开展载人登月和建立月球基地的研究与探索。航天科技集团公司也从运载火箭和载人登月飞船研制的角度,对载人登月的技术进行了研究,并提出了两种可能的技术方案:

  第一种是研制重型运载火箭,然后通过该火箭把宇宙飞船系统一次性送入太空,而后宇宙飞船再通过地月转移轨道运行到环月预定轨道。第二种是采用我国现在已经比较成熟的技术,即通过火箭多次发射、多次在地球轨道交汇对接完成宇宙飞船系统的组装,接着再飞行到月球预定轨道,然后通过一次月球轨道交汇对接完成载人登月的整个过程。这两种方案各有特点,目前还需要进一步的充分论证。

  欧阳自远告诉记者,月球轨道交汇对接技术是登月过程中的一个关键,在登月飞船飞到月球附近的目标环月轨道以后,登月飞船的服务指令舱会停留在月球轨道上运行,而登月舱则会飞临月球实施登陆,将来无论是机器人登月还是载人登月都是如此,在完成月球上的工作以后,登月舱返回到月球轨道和服务指令舱进行交汇对接,然后才能返回地球。

  “中国要突破这个技术关键点需要漫长的时间,在前面会有一系列的工作,目前我们嫦娥探月工程‘绕、落、回’中的‘回’就是要突破这个技术关键点。如果返回的技术还没有十足的把握,我们就不能实施载人登月,载人登月并不是把航天员送上月球就完事了,我们要保证他们安全登月,也要保证他们能够安全无阻的返回。”欧阳自远说。

  目前,欧洲空间局也把载人登月和建立有人驻守的月球基地作为自身的一个发展目标。欧洲空间局局长让·雅克·多丹表示,虽然在预算方面,载人探索月球要比非载人探索、由机器人探索贵十倍,但是载人探索更为引人关注,目前很多欧洲人也都希望自己在未来能够和登月的宇航员而不是和机器人握手。

  在有关月球探索的话题中,有人驻守月球基地的模样则是很多人最感兴趣的话题,近些年,国内外一些月球探索的专家或者月球的爱好者都进行了相关设想。在本次世界月球会议中,该话题也再次成为大会的一个热点。

  伯纳德·福音在接受《法制晚报》专访时披露,按照他的设想月球基地或将选址地下,外部采用近似月球表面地形起伏线条的设计,基地内部将会再设置一层圆形穹顶,透过穹顶可以持续看到水蓝色的地球在天宇运行。根据设计,该基地的主体为进行相关科学实验的实验室,共包括生物培养舱、科研工作舱和人员训练舱,将来在月球驻守的宇航员或者其他科研人员就可以利用该实验室进行相关研究。另外,在这里生活或者工作的人员也将拥有独立的工作间和休息场所。为了保证研究人员的安全,该基地还将设计紧急避难所。

  不过欧阳自远表示,将来建立有人驻守的月球基地也并不一定就要建在地面以下。“在地下建造这样的基地比较费事,工程的难度和耗费都会比较巨大。其实我们可以在月球上运用有利地形像现在中国北方黄土高原修建窑洞一样修建月球基地,这样至少在工程的难易度和耗费方面要小得多,另外按照这样的方式修建月球基地,可以在山体里面打很多巷道,可以分成生活区、工作区,还有一些专门做实验的区域等等,安排起来比较方便。”

  欧阳自远表示,目前的月球基地有很多版本,但是不管哪种版本,都必须是密闭的空间,能够经受得住月球上强辐射、白天高温和夜间低温的考验,并且拥有合适的气体环境和完善的生命保障系统。

  “在进行生命保障系统的构建时,宇航员和其他一些研究人员在月球基地所需要的氧气、蔬菜等一些生活必需品必须要在月球基地实现自给自足,如果一切都从地球上运送,这么远的距离有一些不现实,其难度太大了。”欧阳自远表示。

  不过欧阳自远认为,载人登陆月球之前还有许多探索工作要做,而建有人值守的月球基地还是十分遥远的事情,因此不管目前是何种构想都还是言之过早。

  “我早在2006年就讲过,在10年之内没有一个国家能够实现载人登月,就是以前曾经多次成功登月的美国也不例外,美国以前的那一套载人登月技术在40多年以后早已落后,现在他们要重新登陆月球其火箭和宇宙飞船也都得重新进行设计。前些年,美国声称其最早在2018年就可以实现载人重返月球,但是目前,美国的奥巴马政府已经取消了这个计划。” 欧阳自远说。

  “除了美国以外,当前不少国家的一些研究人员都抛出了自己的驻人月球基地构想,但是该构想在这些国家并没有上升为国家意志,就是我们国家也不例外,现在我国并没有成型的月球基地计划和实施方案。”欧阳自远对记者表示,月球会议这几天,在一些专家抛出驻人月球基地的言论以后,他也遭到了很多媒体的“轰炸”,有关月球基地的采访要求几乎是应接不暇,似乎月球基地的建造就在眼前,但是实际上并不是这么回事。

  “在我看来,驻人月球基地应该是30年、50年甚至100年以后的事情。现在我们的月球探测工程只能老老实实、一步一步地向前走。”欧阳自远表示,载人登月就需要经历无人月球探测,从探测器到达月球,安全软着陆,在月球上打钻、采样、收集样品,到自主加速返回地球……完成这些后,才可能实施载人登月。在这以后,才能仔细地去考虑驻人月球基地建设的有关问题。如果探测月球时在载人登月以前连一些基本问题都还没有搞清楚,有关月球基地的一切构想都是空想。

  中国宇航学会的副理事长兼秘书长、中国航天科技国际交流中心主任杨俊华也对记者表示,建设有人驻守的月球基地之前必须要通过大量的探测和研究,仔细了解月球表面各个区域的环境,再通过对各个区域的太阳粒子辐射、温度变化、地形地貌、建造成本等条件进行比较后才能做出选择,不是随便在月球的表面打地洞或者挖窑洞就能够建立这样的月球基地的。

  “目前,我国政府部门也还没有对载人登月、建立驻人月球基地的时间表做出明确规划。”欧阳自远表示现在国内有专家说我国将在2020~2030年之间实施载人登月并逐步建立月球基地,但是这并不是来自政府的声音。

  为了加快月球探索的步伐,尽早实现人类在美国成功登月之后重返月球和建立有人驻守月球基地的梦想,伯纳德·福音认为,未来相关国家必须开展密切合作。

  据伯纳德·福音透露,国际月球探测工作组在1994年就已经建立,其目标就是致力于国际合作,促进月球的探测,希望不同的国家、不同的利益相关方能够进行协调,成立一个国际月球探索的大家庭,促进月球探索。目前他们已经和一系列宇航局进行了合作,比如印度、中国已经加入了这个工作组,现在其工作组已经有25个成员国。

  “中国在独立自主发展月球探测技术的同时,也需要通过国际合作提高月球探测工程水平,实现与各国的技术和资源互补,共享探测成果。”工业和信息化部副部长、国家国防科技工业局局长陈求发在谈到月球探索的国际合作时也如此表示。

  在记者的采访中有航天专家还认为,在未来的月球探索乃至载人登月工程中,如果没有广泛的国际合作,就会造成大量人力物力的浪费。据悉,根据美国2005年公布的新的登月计划显示,其初期登月项目整体预算达到1040亿美元。欧洲空间局局长让·雅克· 多丹表示按照美国的预算,现在如果大家各自为战,50个国家把50面国旗都送上月球,至少需要5万亿美元,虽然可以这么尝试一下,但是会很困难。因此,在月球探测的道路上,世界各国谋求合作是很有必要的。

  “目前国际空间站的合作已经成为太空探索国际合作的很好例子。”让·雅克· 多丹表示当前很多国家都存在探月经费预算不足的问题,而这直接关系着探月的进展,因此他建议未来各国可以效仿国际空间站进行合作。

  当然,让·雅克·多丹也对当前探月项目上国际合作的进展十分忧虑。“目前国际合作的步伐非常缓慢,因为政治等各个方面的原因,国际合作依旧面临着很多困难。另外国际合作涉及到钱等等一系列复杂的问题,合作并不容易。”他在演讲中表示。

  国内月球探测领域的一位权威专家在接受《北京科技报》采访时表示,现在国内外很多专家构想的载人登月国际合作都只是彼此在“唱高调”而已,而真正在实际操作中,这种合作的难度相当大,因为政治、军事等各方面的原因,谁都不愿意把自己的技术拱手让人,在这种局面下,未来的载人登月和建立月球基地的国际合作则是困难重重。

  “就是国际月球探测工作组也很难促成这种合作。目前该机构举办世界月球会议,也就是搭建一个沟通与交流的平台,提出一些相关问题,然后让世界各国的月球探测机构和专家在一起进行交流,就提出的相关问题一起进行探讨。但是该机构的一些建议也并不具有强制性,其所说的一些月球合作探索的方式,如果没有国家愿意执行也没有办法。”该专家表示。

  ◆月球基地:??

  月球基地是指人类在月球上建立的生活与工作区域。在月球上建立基地,主要有以下目的:更好地开展天文观测等科学活动;在月球上建立空间发电站供地球使用;开发月球各种矿物资源;为人类向更远的目标探索提供一个落脚点;为飞向更远的行星的飞船提供建造材料甚至提供推进剂;为更远的将来,人类向月球移民打前站。

  ◆世界月球会议:??

  首届世界月球会议于2010年5月31日在北京举行。此次会议由中国宇航学会与国际宇航联共同主办。会议就生命科学、载人登月、火星探测、生命保障等议题进行研讨。本次参会的近500位代表,包括来自美国、俄罗斯、加拿大、德国、英国、意大利、印度、日本、韩国等26个国家和地区的59个航天相关领域的研究机构与企业,以及29所大学、6个非政府组织的航天专家和月球科学家。国际月球探测工作组也将其第11届月球探测与利用大会纳入本次大会的框架中举行。

    【北京科技报】

 

 

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  美国《国家科学院学报》14日发表论文说,月球的储水量“远超人们先前的想象”,“在月球内部,水,也许无处不在”。引领这项研究的美国卡内基学会科学家麦卡宾在论文中说:“在过去40年间,我们一直认为月球是干燥的,但我们最新测定的月球的最低含水量为百万分之5,不再是过去估计的十亿分之64。”但是,论文说,月球水绝大部分藏于地下岩层中,非轻易可得。

    【扬子晚报】

 

 

 

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