據(jù)中國航天科技集團(tuán)公司五院消息，嫦娥五號探測器系統(tǒng)即將開展正樣熱試驗(yàn)、采樣封裝專項試驗(yàn)等多個大型試驗(yàn)，預(yù)計將于年底前完成發(fā)射任務(wù)。

航天事業(yè)不僅是近地軌道航天器的研究和應(yīng)用，遙遠(yuǎn)的深空更有航天人的詩和遠(yuǎn)方。

前不久，美國特朗普政府透露了重返月球的雄心。我國也公布了一系列深空探測計劃。從月球、火星到小行星、木星，在不久的將來，中國航天的腳步將不斷邁向深邃的太空。

月球： 邁向深空第一站

月球是人類邁向深空的第一站。

今年12月前后，我國將發(fā)射嫦娥五號探測器，在月面著陸并采集2千克月球樣品返回地球。這是我國探月工程“繞、落、回”三步走的最后一步。

國家航天局副局長吳艷華此前宣布了我國第四步探月規(guī)劃：計劃于2018年發(fā)射嫦娥四號探測器，實(shí)施世界首次到月球背面的巡視探測；2020年左右發(fā)射嫦娥六號探測器，實(shí)施月球背面采樣返回任務(wù)。

航天專家、《國際太空》雜志社執(zhí)行總編龐之浩表示，人類至今已發(fā)射上百個月球探測器，并登上了月球，但對月球的了解并不全面。目前還沒有國家在月球背面進(jìn)行著陸巡視探測，首要難點(diǎn)是通信測控。

航天專家、中國航天科工二院二部研究員楊宇光說，由于被地球潮汐鎖定，月球只能永遠(yuǎn)以同一面朝向地球。人類在地球上不僅看不到月球背面，通信信號也無法達(dá)到。

為此，我國將向地月拉格朗日2點(diǎn)發(fā)射一顆中繼衛(wèi)星，滿足通信數(shù)據(jù)傳輸所需。但楊宇光表示，相比地面口徑達(dá)數(shù)十米的天線，無論是中繼衛(wèi)星還是月球探測器，天線的口徑都不可能太大，因而只能用窄波束天線實(shí)現(xiàn)較大容量的數(shù)據(jù)傳輸。這對天線的指向精度要求極高。

龐之浩說，月球背面地形比正面更復(fù)雜，隕石坑更多。要找到既有研究價值又適合著陸的地點(diǎn)，進(jìn)行區(qū)域性詳查和精查十分重要。但他表示，深入了解月球背面對研究月球的起源和演變、調(diào)查月球地質(zhì)和資源情況等有重要作用，同時那里不受來自地球的無線電波干擾，是建造科研基地的理想圣地。

我國還設(shè)想在未來十年內(nèi)，利用機(jī)器人開展月球南北極探測。

楊宇光介紹，在月面大部分區(qū)域，晝夜各長達(dá)半個月時間，溫差達(dá)300攝氏度，對探測器的能源、散熱、保溫等都是嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。但在月球兩極有兩種特殊區(qū)域：一是永久光照區(qū)，可以獲得持續(xù)穩(wěn)定的太陽能；二是永久陰影區(qū)，可能存在大量水冰。

龐之浩認(rèn)為，如果我國在全球率先用機(jī)器人對月球兩極進(jìn)行區(qū)域性詳查，并能確定是否有水和其他資源，不僅能作為月球基地選址的重要參考，也有助于把月球作為跳板進(jìn)行載人火星探測。因?yàn)樗苡糜诤教靻T的生活，還能分解成氫和氧作為飛船燃料。他表示，開展月球背面和兩極的探測有望獲得一批重大原創(chuàng)性科研成果。

火星：未來人類的“第二家園”

除了月球，火星也是全球深空探測的重點(diǎn)目標(biāo)。中國月球探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)曾多次表示，幾百年后，火星或許會被改造為人類的“第二家園”。

2016年初，我國政府正式批復(fù)火星探測任務(wù)，計劃于2020年擇機(jī)發(fā)射火星探測衛(wèi)星，一步實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”工程目標(biāo)。

龐之浩說，目前國外對火星的探測都是分別進(jìn)行環(huán)繞、著陸、巡視，歐洲兩度試圖一次發(fā)射完成火星環(huán)繞探測和著陸探測，都在著陸過程中失敗。如果我國能一次實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”，在世界火星探測史上將是首次。

相比月球，探測火星有許多新的難點(diǎn)，首要問題是距離。龐之浩表示，火星距離地球最近為5500萬公里，最遠(yuǎn)4億公里，探測器與地球的信息傳輸延時長達(dá)幾十分鐘，這要求火星探測器具有很高的自主能力；從火星發(fā)回地球的信號衰減也很厲害，相比從月球發(fā)回的信號要差100萬倍，這對火星探測器的測控要求很高。

進(jìn)入火星軌道并在火星表面著陸也是一大難點(diǎn)。“該過程被稱為恐怖7分鐘，國外很多火星探測器都倒在這一關(guān)。”龐之浩說。

楊宇光介紹，航天器在天體著陸有不同方式。比如地球大氣稠密，飛船可以利用降落傘減速，但要做好熱防護(hù)，抵御大氣摩擦產(chǎn)生的高溫。月球幾乎沒有大氣，不涉及熱防護(hù)，但需全程借助火箭反推減速降落。火星大氣密度只有地球的1%，只靠降落傘不足以安全降落，要將火箭和降落傘結(jié)合；但探測器以第二宇宙速度進(jìn)入火星大氣時，氣動加熱也很厲害，仍需采取熱防護(hù)措施。加上通訊延時、信號衰弱，在火星降落十分困難。

此外龐之浩表示，火星距離太陽遠(yuǎn)，光照強(qiáng)度小，加上火星大氣對陽光的削減，火星車能源供給也比月球車更困難。他介紹，綜合考慮地形復(fù)雜度、高程、光照條件、溫度等因素，我國火星探測器著陸區(qū)初步選定在火星北緯5度至39度一帶。

如果首次任務(wù)成功，我國將進(jìn)一步實(shí)施火星表面采樣返回任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)對火星從全球普查到局部詳查、著陸就位分析、再到樣品實(shí)驗(yàn)室分析的科學(xué)遞進(jìn)。龐之浩介紹，我國火星探測計劃總體科學(xué)目標(biāo)包括研究確定火星著陸和生命存在的條件與地區(qū)，火星土壤特性及其水冰、氣體 與物質(zhì)組成，火星大氣及氣候特征，火星地質(zhì)特征、演化與比較行星學(xué)等。

楊宇光說，目前人類還沒有實(shí)施過火星采樣返回任務(wù)，其任務(wù)非常復(fù)雜。首先需要通過多次發(fā)射或借助重型火箭，才能把任務(wù)所需的軌道器、返回器、著陸器等載荷發(fā)送到火星。另外，探測器完成采樣后要從火星表面起飛，對火箭要求很高。目前人類還沒有飛行器從火星上起飛過。

木星系統(tǒng)：太陽系中的“小太陽系”

中科院紫金山天文臺研究員季江徽近日透露，我國專家計劃發(fā)射一顆小行星探測器，對三顆近地小行星進(jìn)行飛越、伴飛，并落在小行星表面，進(jìn)行原位采樣分析。

龐之浩介紹，我國科學(xué)家已制定了“小行星探測”計劃，即以伴飛、附著、取樣返回等探測方式，對近地目標(biāo)小行星進(jìn)行整體性探測和局部區(qū)域的就位分析。其科學(xué)目標(biāo)為：精確測定近地小行星軌道參數(shù)、自轉(zhuǎn)參數(shù)和形狀大小等物理參數(shù)，為規(guī)避小行星撞擊地球提供科學(xué)依據(jù)；測量目標(biāo)小行星的形狀、大小、表面形態(tài)、自轉(zhuǎn)狀態(tài)等基本性質(zhì)，繪制小行星的地形地貌圖，建立其形狀結(jié)構(gòu)模型；獲取小行星的礦物含量、元素種類、次表層物質(zhì)成分、空間風(fēng)化層、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，為太陽系起源與演化提供線索；探測小行星次表層以下的有機(jī)物、水等信息，深化生命起源的認(rèn)識；獲取小行星臨近空間環(huán)境參數(shù)，研究太陽風(fēng)對小行星表面的空間風(fēng)化作用。

此外，我國還在醞釀對木星及木衛(wèi)系統(tǒng)的探測。

楊宇光介紹，太陽系里除了太陽，其他天體的質(zhì)量加起來也沒有木星大，它對穩(wěn)定太陽系的運(yùn)行非常重要。木星擁有數(shù)十顆衛(wèi)星，整個系統(tǒng)被天文學(xué)家稱為“小太陽系”，其幾大衛(wèi)星都非常活躍，甚至有人認(rèn)為木星衛(wèi)星上可能存在生命。因此對木星及其衛(wèi)星進(jìn)行探測，對研究太陽系的演化很有意義。

龐之浩表示，木星距離地球比火星還遠(yuǎn)得多，所以其發(fā)射、軌道、通信、電源等許多技術(shù)非常復(fù)雜，成本也高。至今只有美國發(fā)射過2個專用木星探測器。他介紹，我國科學(xué)家從長遠(yuǎn)考慮，提出了“木星系統(tǒng)探測”計劃建議，主要將研究木星磁層結(jié)構(gòu)、“木衛(wèi)二”大氣模型、“木衛(wèi)二”表面冰層形貌及厚度、金星—地球—木星間的太陽風(fēng)結(jié)構(gòu)，以及地球生命的地外生存狀態(tài)及其演變特性等。

此外楊宇光表示，木星的引力巨大，從工程角度來說，能成為人類探索外太陽系的重要跳板。他說，先驅(qū)者10號、11號，旅行者1號、2號，卡西尼號，新視野號等，都是借助木星引力加速后飛向深空。有科學(xué)家預(yù)測，未來人類要開發(fā)外太陽系，可能要首先在木星的衛(wèi)星上建立前哨基地。

[責(zé)任編輯：楊凡、李娜]

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