嫦娥3号(嫦娥三号揭秘)
2024年03月08日 靓嘟嘟
新华网北京11月21日电(记者 底东娜)月球到底是什么样子的?人类为什么要登陆月球?在中国探月工程“嫦娥三号”即将发射之际,新华网邀请到中国绕月探测工程首任首席科学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、国际宇航科学院院士欧阳自远做客新华访谈,解答广大网友和青少年朋友关心、关注的问题。
中国绕月探测工程分三步走
中国探月工程三大步设想:第一步是无人月球探测;第二步,载人登月;第三步,开发利用月球的资源能源,建设月球基地。
“嫦娥三号”着陆器如何安全落月
“嫦娥三号”月球车被锁在着陆器里一块儿降落在月球上,要经历几个关卡:第一,从地球上飞过去要被月球抓住,太快飞跑了,太慢撞上去了。速度、距离要刚好飞到月亮边,被月亮抓住,变成月亮的卫星。第二,要安全着陆。在月球上不能像嫦娥一号那样硬着陆,要软着陆。月亮上没有空气,降落伞毫无作用,所以必须把它调整到很低的一个位置上,朝着目标降落。下降速度越来越快,到了月球表面就会被砸碎。因此,在着陆器下方安装几台发动机,把整个着陆器往上推,这样就可以慢慢降落。
到底降落在哪个具体位置,需要临时作出判断。着陆器是智能的,大概飞到离月球表面100米高的时候,它底下安排了很多相机,拍了照片赶快反馈给它,遇到下面有个大坑,需要挪个地方,它就会平移,挪到照相机告诉它地面平了,才会降落。
从100米高度降下去也会砸碎,所以它慢慢下降,降到离月面4米高时停在那儿,然后把底下发动机关掉再掉下来才是安全的。着陆器掉下来以后,得把太阳能电池板打开接收能源,所以一定要在白天降下去,有时间可以从容地测试里面的仪器。全部调试后,就可以开始工作了。(中国绕月探测工程首任首席科学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、国际宇航科学院院士欧阳自远介绍)
“嫦娥三号”着陆器如何过夜
欧阳自远介绍,“嫦娥三号”登月探测器的一个技术难关就是着陆器如何过夜。月球晚上漆黑,极其寒冷,达到零下150度到180度。所有仪器都会被冻坏,因此到了晚上,月球车和着陆器都得冬眠,趴在那儿不干活,但里面得保温。用现在各种各样的电池都不行,只能用核电池。因为核电池不受外界影响,可以持续地通过温差电池的办法,使仪器箱里的温度升高,升到零下40度以上。所有的仪器都能耐受这种温度,要将这种温度一直保持半个月时间。天亮了,它就知道工作了。
“嫦娥三号”关键任务之一是局部精细探测
欧阳自远院士说,“嫦娥三号”有别于“嫦娥一号”、“嫦娥二号”任务,此次登陆月球后,关键任务之一是对月球进行局部的精细探测。
中国绕月探测的第一步是无人探测月球。已发射了100多颗卫星,但所有的载人航天和卫星全部绕着地球,完全被地球所束缚。现在就要离开自己的摇篮,去访问我们的邻居,去看整个大世界。第一步必须全面整体的去了解月球,所以发射了“嫦娥一号”。
“嫦娥二号”是“嫦娥一号”的备份,现在“嫦娥一号”圆满完成任务,“嫦娥二号”就得更换它的使命:模仿“嫦娥三号”的一些关键技术去工作。“嫦娥三号”要降落在虹湾地区,此地得有高分辨率照片,才能安排“嫦娥三号”降落地点。“嫦娥二号”就是做一个一米分辨率的地图,这样它的任务就完成了。
“嫦娥二号”任务完成得非常好,为“嫦娥三号”作了准备。“嫦娥三号”是无人探月的第二步。一号是全面了解,三号是落在一个地方,仔细了解当地情况。“嫦娥三号”探测不了多大范围,还没有北京市海淀区大。着陆器落月后不能动,月球车也走不了多远,所以叫局部的精细探测,这是“嫦娥三号”的任务。
这三步做完了,完全把中国的航天员送上月球开展科学探测,完成任务以后还要安全返回地球,所以才跟第二大步结合起来。因此“嫦娥三号”登月是很关键的一步。
“嫦娥三号”月球车是我国最高智能机器人
在谈到“嫦娥三号”月球车的特点时,欧阳自远院士介绍,月球车是我国最高智能机器人,能完全自主导航,在月亮上可以根据照相机拍到的四周情况,自己决定该走哪条路、怎么走,可以自主避障,还可以自动上下坡,能走则走,走不过去就绕着走,挺聪明。
另外,月球车到了一个地方停下来,可以指挥身上的仪器探测月球。月球车上有一台测土壤成分的仪器,叫粒子激发X射线谱仪。还有一台仪器用于测定月球土壤的各种矿物组成,叫红外光谱议,探测到的数据由月球车直接发回地球。
月球车下装了一台雷达,可主动发射雷达波来探测二三十米厚的土壤、结构变化,同时还可以测地下100米深次表层的结构,这是世界上其他国家没有干过的。
“它一边走一边干活,把所有的结果告诉人类,这也是‘嫦娥三号’在科学上的亮点,是很有意义的。”欧阳自远说。
我国将以月基天文望远镜观测天体此举属全球首次
在访谈中欧阳自远院士介绍,设置在着陆器上的一台天文望远镜将在世界上第一次实现以月基天文望远镜进行观测。“嫦娥三号”执行的任务中有其他国家没有做过的。
一是利用“嫦娥三号”就位和巡视的特色,制定了一个特殊的科学目标:“观天,看地、探月”。第一,观天,用月基天文望远镜观测天文;第二,看地,用月基极紫外照相机监测地球等离子体层的密度与结构变化。第三,探月,月球车下安装了一台雷达,探测月球次表层的结构。
着陆器上有一样东西十分特殊:放了一台近紫外月基天文望远镜在着陆器上,科学家梦寐以求希望在月亮上看天文,因为月亮是真空的没有任何污染,而且在月球上又可以长时间观测,所以它有特殊的优势。“这是世界上第一次用月基天文望远镜观测,我知道许多国家陆续也都要做了,我们是第一个。”欧阳自远说。
二是监视地球。在着陆器上放了一台极紫外望远镜,用于观测地球的等离子体层的密度、结构的变化,它反映了地球空间大范围的环境变化,这在世界上也是第一次。
欧阳自远:月球上能源丰富吸引人类探测
在谈到为什么人类热衷于探测月球时,欧阳自远院士回答,这是人类发展的需求,也是科学发展、技术发展的需要,因为它可以带动一大串高新技术的发展。
从科学角度来讲,月亮就是一块围绕着地球转的石头。月球是人类离开地球跨上另外一个天体的第一步,又是了解宇宙的第一步。任何国家要去探测更遥远的金星、火星、木星,一般来说都要经过月球。所以从技术要求来说要去探测月球,而且也比较容易实现。
更重要的是月球的能源,月球有两种能源吸引着人类:第一种是太阳能。月亮表面是真空,没有任何建筑物,太阳一出来就半个月,太阳能的密度照在月球上比地球高多了。因为地球上有大气层,阻挡了一部分太阳的辐射。另外,风霜雨雪的变化,太阳能分布在地球上也不均匀。所以月球上的太阳能密度很高,可以无限制地铺设太阳能电池板。
第二种能源是氦3。地球上的氦3极少,但月球的表土里有很多氦3。“嫦娥三号”有一个任务,要把土壤层的厚度全部测出来,这样就可以换算出整个月球有多少氦3。
欧阳自远介绍,我国参加了一个在法国建设受控核聚变反应堆的项目,7个国家参加,要投资起码100亿欧元以上才能建成,但是还不能发电。假如这种发电能够实现的话,全中国的能源需求每年大约只8吨氦3就够供应了,全世界每一年需要的能源,只要100吨氦3就够了。月球上100多万吨氦3,至少可以确保人类上万年的能源需求。氦3是安全的,又是环保的、廉价的。所以能源吸引了全世界的科学家去探测月球。
此外,月球还有极其丰富的其他资源,比如钛,我国攀枝花钢铁基地利用钛铁矿生产,钛铁矿分布在四川一小块区域,而月球上钛的分布接近一个中国那么大面积,取之不尽、用之不竭。稀土、铀矿、钍矿等等多极了。但现在谁也不会去开采,因为经济成本太高了,这是未来的可能,应该告诉人类月球有什么。
月球将来也许是人类持续发展的一个重要支持者。所以有那么多国家计划重返月球,重新探测月球,这个趋势不可阻挡。
欧阳自远:着陆器返回地球将在“嫦娥五号”实现
欧阳自远介绍,现在没有能力也没有安排让“嫦娥三号”着陆器返回地球,要把一个月球车返回地球是很艰难的,另外,它的科学价值和意义也不是很大。中国有返回地球计划的是“嫦娥五号”。
“嫦娥五号”的任务是要降落在月球上,用一个铲子把周围的土壤铲出样品来放置到返回舱里。另外,它要在月球上自动打钻,全靠自己指挥自己,打出来的土壤和岩石的岩心样品原封不动的装到返回舱里,整个工作都是自动操作。
“嫦娥五号”去的时候发射一条飞船,同时在月球外面转圈,等候“嫦娥五号”上来,这都需要精确计算控制,最后“嫦娥五号”和等候的飞船交汇对接,飞船带着“嫦娥五号”的返回舱一块到达地球空间。
“因为飞行的速度很快,它们进入地球的大气层会燃烧,温度很高很危险,所以要把速度降下来,弹出去再回来,降到什么速度呢?降到它不至于被烧毁,然后在地球的控制下,安全着陆在内蒙古四子王旗。这样等于把月球上的东西返回来了,然后组织全国的科学家作精细研究。”欧阳自远说。
我的“探月梦”是让中国人飞得更远
欧阳自远院士在访谈中说,他的“探月梦”是让中国飞得更远,对宇宙、对太阳系有更多的了解,把地球建设得更好。
从1993年到2003年,他逐步论证我国开展月球探测的发展战略、长远规划。因为去不了月球,在月球问题上就没有发言权,就不能维护国家在月球的合法权益。
2003年到今天,又一个十年过去了,“嫦娥一号”、“嫦娥二号”取得了很多成就,我们的队伍也成长了。今后的十年,不光要实现“嫦娥五号”在月球上取样返回,还要进一步实现载人登月,逐步实施月球基地建设。
中国不能止步于月球,要去探测整个太阳系,中国人应该飞得更远,飞到几亿公里、几十亿公里、上百亿公里。
(根据新华网2013.11.25关于院士欧阳自远做客新华访谈报道)
9月25日,观众近距离拍摄亮相展示的嫦娥三号月球车1:8模型。当天,嫦娥三号月球车全球征名活动在北京钓鱼台国宾馆启动,将实现中国航天器第一次在地外天体软着陆和巡视探测的嫦娥三号计划2013年12月发射,其承担月面巡视探测任务的中国第一辆月球车,当日起通过网际网路面向全球征名。嫦娥三号月球车要完成月面移动、通信和科学探测等任务,对中国开展探月工程和深空探测活动具有重大意义。中新社发 孙自法摄
欧阳自远:运载火箭残骸是可利用资源
有观点认为运载火箭残骸是太空垃圾,也有观点认为它价值连城。欧阳自远院士说,火箭残骸是极其珍贵的,要开发利用这些资源。
运载火箭首先冲破地球的大气层,然后再加速到很高的速度,第一级火箭、第二级火箭竭尽全力推动着嫦娥通过地球的大气层,一直进入到太空,它们使完了全身的能源,最后脱落掉下来。
我国发射使用的是长征三号运载火箭。运载火箭把“嫦娥”推上去,“嫦娥”已经一去不复返了,但是在嫦娥的体系当中,唯一可以回收的元素是掉下来的火箭。这是唯一可以回收到的太空元素,它代表着中国人的一种希望,也是一种历史的见证。
“它不是太空垃圾,残留在太空才叫太空垃圾。运载火箭残骸掉下来就没有留在太空里,它不妨碍别的卫星的运行。”
据了解,我国探月和航天工程中心已经授权来开发利用这些残骸,用其产生的经济效益来奖励嫦娥工程或者开展慈善事业。
欧阳自远:黄河母亲孕育中华民族成长
咱们的地球是非常美丽的,是我看到的所有星球当中最美丽的一个星球,因为在这个星球上有无数的生命存在,而且一直发展到人类建立了高度文明的社会。
我们这个地球是宇宙的骄子,是天缘巧合。太阳给我们光明温暖,使万物生长。但太阳有100亿年的寿命,到现在经过了50亿年,这是中年时期、稳定时期。地球已经诞生了46亿年了,在38亿年前就有生命存在,一直慢慢发展。到300万年前,地球生命算一天的话,也就是最后几秒诞生了人类。300多万年的成长,从古猿一直到猿人,再到现代人,而最近的五千年到一万年,人类才慢慢发展起来,建立了高度的文明。
假如地球离太阳近一点没有生命,再远一点也没有生命。地球大一点,大气就很厚了;地球小一点,大气又稀薄了。我们的太阳大一点也不行,小一点也不行。我们的地球46亿年以来稳定的发展它造成了一个大气层,有70%多的氮,20%多的氧。人类只能长到一米多、二米多,绝对长不到十米高。为什么骨架是这样一个结构,为什么气压高一点、低一点你都不舒服,这是地球造福于全体人类要适应它,孕育我们。只有地球离太阳那么远,地球才有水,也有水蒸气,也有冰。水是万物之源、生命之源,所以地球太巧了。地球大气层保护我们不受任何宇宙辐射。地球是我们的母亲,孕育着我们的成长,就像黄河一样,孕育着我们整个民族的发源和民族的成长。
我从月球的很多照片上也可以看到地球,可以看到华夏大地,看到美丽的国土,虽然分不清具体的界限,但可以看到广袤的黄土高原、秀丽的各种丘陵,也看到云贵和青藏高原,看到我们濒临太平洋的美景,我们国家太美丽了。其中我们虽然看不到黄河,但是它的灵魂是黄河。
所以我非常赞美我们这个国土,这条黄河。我感到所有的天体上看到的地球,它是最美丽的,是全宇宙当中唯一具有生命的一个星球。在地球以外还有没有生命?火星上是不是有?别的天体上是不是有?不管怎么样,即使有,也没有高度文明的人类。我们的地球,我们的人类,我们的黄河孕育着民族的发源和民族的成长,而且积淀了如此丰厚的文明传统。我真的觉得,地球是我们的母亲,大自然是我们的母亲,黄河是我们的母亲。
2013-11-25
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