國家航天局局長孫來燕上周在北京舉行的第36屆世界空間科學大會上說,未來5年間,中國將在環(huán)月探測的基礎上,積極進行月球探測和以火星為主線的深空探測規(guī)劃,并積極參與相關的國際合作。
孫來燕說,中國將開展月球資源分布規(guī)律及月球資源利用的研究,通過對地球與其他行星的比較研究,從不同角度認識地球空間環(huán)境和地球內部各圈層的形成和演化規(guī)律,為保障人類在地球上持續(xù)生存和發(fā)展提供科學依據和對策。
中國科學家的眼光已不以月球為限了
據介紹,在空間天文和太陽物理領域,中國科學家將通過對太陽和黑洞的觀測研究,增加對恒星演化及宇宙演化過程的了解。未來5年間,中國將通過自主研制發(fā)射天文衛(wèi)星,在天文觀測的某些方面達到世界先進水平。在空間物理領域,將建立起符合實際的空間天氣預報模式,為建立保障航天、通訊和國家安全的空間天氣保障體系提供科學基礎。在微重力科學領域,將緊密結合國家科技戰(zhàn)略目標和載人航天的關鍵問題,促進生物工程、新材料等高技術的發(fā)展以及引力理論、生命科學等的基礎研究,盡早發(fā)射第一顆微重力科學和空間生命科學實驗衛(wèi)星。
據不完全統(tǒng)計,在過去10年間,中國在空間科學領域的基本建設與科研項目的投入已超過9億元人民幣,建立了一批國家實驗室及空間有效載荷應用中心,具備了支持空間科學研究、實驗的基本設施和資源,使中國成為世界上空間科學研究學科較全、實力較強的國家之一。
“月球上的氦-3可供人類上萬年能源需求”
中國科學院院士、中國月球探測計劃首席科學家歐陽自遠上周在第36屆世界空間科學大會上作題為“中國探月計劃”的科普報告時透露,月球上的氦-3在土壤里大概有100萬~500萬噸。這將是人類社會長期穩(wěn)定、安全、清潔、廉價的可控核聚變的能源原料,可供人類上萬年的能源需求。
歐陽自遠說,月球土壤里含有一種物質,叫氦-3,將會對人類社會的發(fā)展,作出史無前例的、重大的貢獻。月球有個特殊的環(huán)境:超高真空、無磁場、地質構造穩(wěn)定,弱重力、高清潔環(huán)境,可以對地球進行監(jiān)視。同時,月球可以做各種各樣的特殊材料和特殊生物制品?茖W的責任就是要解決這些問題。
他說,“對于地球的人類來說,能源的問題完全不值得悲觀。因為月球上的氦-3能釋放出巨大的能量,產生氦-4。而且氦-3是穩(wěn)定的,沒有放射性”。“月球資源和能源的開發(fā)利用,將為人類社會可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮支撐作用”。歐陽自遠說,目前中國的能源資源的來源和安全等等,都存在著極大的問題。地球所供給人類的全部的化石能源,甚至包括鈾,假如一次性發(fā)電的話,也不會持續(xù)很長的時間。地球給予人類的資源是極其有限的,所以一定要有新的方案來解決地球長期需要的能源問題。
歐陽自遠說,現在深空探測第一個重點是月球的探測。月球是地球的一個天然衛(wèi)星,是離地球最近的天體,是人類飛出地球,開展深空探測的首選目標。因為月球與地球建立了一個非常清晰的監(jiān)視基地,又是人類科學研究的基地,也可以說是一個新的軍事平臺,也是深空探測的前哨站和轉運站。此外,月球的資源和能源的開發(fā)利用前景,也將為我們人類社會的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重大的支撐作用。
據了解,目前已有16個國家聯(lián)合起來建設國際空間站,大約在2016年建成。它的規(guī)模不是很大,大約可以供6人至7人工作,可以進行一系列的科學實驗。
月球探測首期花費不是一個天文數字
歐陽自遠還談到,月球探測首期花費14億元人民幣,不是一個天文數字,“這只是在北京修建約兩公里地鐵所需的費用”。
他說:“探測月球的投資,相較于我國巨大的國內生產總值來說,是微小的。但我們必須精打細算,認真把這件事情做好。”
1960年以來,中國經過約35年的跟蹤研究,又經過約10年的綜合論證,至2004年1月,批準了中國月球探測立項,第一期經費為14億元,其中包括建造、發(fā)射、運行“嫦娥一號”繞月衛(wèi)星。
據歐陽自遠介紹,在計劃啟動的2004年,科學家們完成了衛(wèi)星設計,2005年完成了“嫦娥一號”初樣產品;2006年要完成正樣產品,目標是確保2007年成功發(fā)射。
他說:“長遠來看,我們的月球探測大致分為三個階段:第一階段為不載人的月球探測,第二階段是載人登月,第三階段是建立月球基地。我們正在進行的是第一階段不載人的月球探測!
歐陽自遠說,14億元是第一階段月球探測的經費,第二、第三階段可能會多花一些錢。月球探測絕不會拖中國人民全面建設小康社會的后腿,只能是促進和推動。
美國的花費是上千億美元
2004年1月14日,布什總統(tǒng)宣布了美國新的太空計劃。
美國將在2008年后,實現無人探測月球;2015~2020年,派遣宇航員重返月球。
美國國家航空和航天局隨后宣布,2018年美國將重新實現載人登月,耗資為1040億美元。2025年,將實現載人登陸火星,耗資2170億美元。
“夸父計劃”雄心勃勃
當旨在探究月球奧秘的“嫦娥計劃”緊鑼密鼓地進行之時,中國科學家們也開始“鎖定”太陽,籌劃另一項雄心勃勃的“夸父計劃”。
中國科學院院士、北京大學教授涂傳詒透露說,設想在2012年開始實施的“夸父計劃”將幫助科學家深入研究日地環(huán)境,為災害性空間環(huán)境預報提供觀測數據,推動中國航天深空探測技術的發(fā)展。2012年將是下一個太陽活動峰年!翱涓赣媱潯毙l(wèi)星初期飛行時間將為2~3年。這一計劃的綜合論證仍在進行之中。該計劃如果按期實施,將是世界上唯一一個系統(tǒng)的日地空間探測計劃。
涂傳詒說:“‘夸父計劃’將進一步揭示日地空間風暴機理,監(jiān)測行星際擾動傳播。科學家通過該項目能夠更準確地預報太陽擾動及其對地球空間環(huán)境的影響,促進空間科學研究深入發(fā)展和空間天氣預警預報水平的大幅提高!
據涂傳詒介紹,“夸父計劃”由三顆衛(wèi)星組成,其中A星設置在距地球150萬公里的日地連線上,用來全天候監(jiān)測太陽活動的發(fā)生及其伴生現象。另兩顆衛(wèi)星B1和B2在地球極軌大橢圓軌道上共軌飛行,用來監(jiān)測太陽活動導致的地球近地空間環(huán)境的變化。
多國科學家將參與“夸父計劃”
據了解,德國、法國、比利時、奧地利、加拿大等國10多位著名空間科學家也將參與這項由中國人發(fā)起的太陽探索計劃。
德國科學家萊內爾·施溫說,雖然近年來科學家已在日地物理研究方面取得很大進展,但對許多關鍵問題仍缺乏了解,比如,日冕物質拋射的前兆是什么?太陽擾動源、太陽擾動傳輸、擾動的地球效應等。“夸父計劃”有望一一解答這些問題。
加拿大航天局空間物理大氣科學首席科學家劉維寧說:“太陽擾動會導致衛(wèi)星失靈,影響航天員安全,對地面各種通訊設備形成干擾!涓赣媱潯軒椭祟悓μ柣顒舆M行預測預報,從而采取相應的防護措施。加拿大將參與設計兩顆圍繞地球飛行的衛(wèi)星,并在衛(wèi)星上搭載科學儀器。”
劉維寧同時指出,要實施“夸父計劃”,中國仍面臨許多技術上的挑戰(zhàn)。
他說:“A星要被準確地發(fā)射到太陽與地球連線引力平衡點上。但中國從未把衛(wèi)星發(fā)射到那么遠的位置。此外,地面人員還要對衛(wèi)星進行姿態(tài)調整,接收遙遠的微弱信號。這些都是中國需要掌握的重要技術,‘夸父計劃’有可能在中國帶動這些技術的發(fā)展!
涂傳詒說,科學家已經著手研究“夸父計劃”相關的有效載荷、航天器平臺初始設計以及發(fā)射、跟蹤、控制和資料傳輸等方面的問題。
(來源:中國青年報;何干)