2013年12月,我國將用長征三號乙運載火箭從西昌發(fā)射中心起飛發(fā)射“嫦娥三號”探月器,到那時,月球上將首次迎接來自中國的探月器啦!
為了這一天,中國人等待得太久太久,因為在人類的探月歷史上,55年前人類已發(fā)射航天器探測月球,44年前美國的航天員就己登陸月球?,F(xiàn)在,人類又開始掀起新一輪的探月高潮,爭取盡早送人重返月球,并建立月球基地,以便開發(fā)和利用月球資源,為人類造福。
美國的探月先鋒——無人探月器
在過去的日子里,美國曾向月球發(fā)射了44 個月球探測器和17 艘“阿波羅”飛船,總共進行了61 次發(fā)射,失敗24 次。首先發(fā)射的就是無人探月器啦!這些家伙們就像前往月球的“探路先鋒”,它們的成員包括:硬著陸月面的“徘徊者”探測器、軟著陸月面的“勘探者”探測器、環(huán)繞月球飛行的“月球”軌道器等等。
那么,這些“探路先鋒”給人類帶回哪些禮物呢?它們傳回了大量照片和數(shù)據(jù)資料,幫助科學(xué)家們對月面有了新的認識和了解。我們知道,美國用“阿波羅”飛船運送航天員登陸月球,航天員的登陸地點可不是隨意指定的,由誰來提出可靠的選擇依據(jù)呢?答案就是這些無人探月器!它們中的佼佼者“勘探者”號使用機械手采掘月面物質(zhì),并進行了物理和化學(xué)分析,測試了土壤的結(jié)構(gòu)、化學(xué)成份、承載力及密度等數(shù)據(jù),為科學(xué)家的研究提供了寶貴資料。
美國的載人登月功臣——“阿波羅”飛船
隨后出場的,就是大名鼎鼎的“阿波羅”飛船了!發(fā)射“阿波羅”飛船可不是簡單的事兒,美國人使用的是迄今為止世界上最大推力的“土星5號”運載火箭。美國發(fā)射的17艘“阿波羅”飛船中,1969年7月16日至1972年12月7日發(fā)射的阿波羅11~17號飛船為載人探月航天器。美國人先后共把12名航天員送上月球,他們在月面停留時間總計近300小時,進行了大量的科學(xué)考察和多種科學(xué)實驗,帶回了403.54千克的樣品,取得了豐碩的科研成果,不僅初步揭開了月球的秘密,而且開辟了人類征服地外星球的新紀(jì)元!
美國為什么后來又暫時停止了探月活動呢?原來,自1972年以后,美國空間技術(shù)重點轉(zhuǎn)移到了研制航天飛機上,探月和登月活動也就暫時擱置了。
蘇聯(lián)的自動月行車
作為美國冷戰(zhàn)時期太空競賽的對手,蘇聯(lián)的探月行動進展如何呢?
蘇聯(lián)在同一時期向月球發(fā)射了59個探測器,失敗了39次。發(fā)射成功的20個探測器以多種方式對月球進行了探測,獲得了很多成果。世界上第一個自動月行車就是蘇聯(lián)在1970年11月10日發(fā)射的,這個家伙一直在月面工作了將近11個月。在這期間,它進行了4次巡游,對500多個月面點進行了土壤物理力學(xué)測試,進行了土壤化學(xué)分析,并拍攝了兩萬多張月面照片,還對宇宙射線和月面輻射特性作了長期的觀測??傊?,它對蘇聯(lián)的太空競賽貢獻可不?。?973年1月8日,蘇聯(lián)又發(fā)射了月行車2號,在月面工作了近5個月的時間。
蘇聯(lián)的返回式月球自動站
除了自動月行車,蘇聯(lián)的探月行動中還有一個法寶,那就是返回式月球自動站!這個家伙有什么特別之處呢?我們知道,要對月球進行精細研究,把月巖樣品運回地球自然是更為有效的辦法,返回式月球車就承擔(dān)起了這個重任。
這就要用到返回式自動站啦!蘇聯(lián)從1970年至1976年發(fā)射的多個“月球”號探測器就是用來赴月取樣的返回式月球自動站。其中,“月球”16號、“月球"20號和24號三個返回式自動站共取回月巖樣品320克,數(shù)量雖少,卻被科學(xué)家視為珍寶。
你可能會問:當(dāng)時蘇聯(lián)的探月活動已經(jīng)取得了很大成績,為什么不發(fā)展載人登月呢?原來,蘇聯(lián)也有載人登月的打算,但由于在1969-1972年期間進行飛行試驗時,N1運載火箭發(fā)射遭遇四連敗,才不得不取消了這個計劃。此后,蘇聯(lián)集中精力研制和發(fā)射空間站,就再也沒有發(fā)射探月器了。
發(fā)射航天器探測月球的五種方式
從美蘇探月情況來看,發(fā)射航天器探測月球共有五種方式:
一是從月球近旁飛過,進行近距離觀測;
二是在月面硬著陸,利用直接撞毀之前的短暫時機進行探測;
三是成為月球的人造衛(wèi)星,進行較長時間的反復(fù)觀測;
四是在月面軟著陸,進行實地考察,除了及時傳回信息,也可將取得的樣品送回地球研究;
五是讓航天器把人送上月面,進行科學(xué)實驗、實地勘察并收集樣品,然后返回地面。這些有效做法開辟了發(fā)射航天器實施探月的具體技術(shù)途徑。
探月行動的重大發(fā)現(xiàn)——水
為實現(xiàn)載人登月、建立月球基地做準(zhǔn)備,新一輪的探月潮由日本和美國于20世紀(jì)90年代拉開序幕。
在多國探月實踐的基礎(chǔ)上,2009年9月24日,美國宇航局在新聞會上宣布,科學(xué)家經(jīng)過對三個獨立航天探測儀器傳回的地面數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):月球表面存在水和羥基1。這是人類開始發(fā)射航天器探測月球以來,首次確認月面有水。
第一次發(fā)現(xiàn)的月球水,并不是隕石坑底部的地下水,也不是被土壤吸收的水,而是普遍存在的附著在月球土壤表層的水。2009年11月13日,美國宇航局發(fā)表新聞公報首次確認月球南極隕石坑內(nèi)存在水冰。2013年8月27日,美國宇航局宣布,該機構(gòu)資助的一個研究團隊借助一種探月儀器,在月球表面首次遠程探測發(fā)現(xiàn)了可能源自月球深部的所謂巖漿水,這一發(fā)現(xiàn)表明月球在形成之初就可能有水存在!
我國精彩紛呈的嫦娥探月活動
目前,發(fā)展中國家中只有中國和印度發(fā)射了探月器。按照“嫦娥探月”工程計劃的安排,發(fā)射“嫦娥一號”、“嫦娥二號”衛(wèi)星只是第一階段的任務(wù),即“繞、落、回”中的“繞”。第二階段的“落”,即在2013年發(fā)射月球登陸器“嫦娥三號”。
“嫦娥三號”是我國第一個月面軟著陸探測器,開展著陸器懸停、避障、降落,以及月面探測、釋放月球車進行巡視勘察活動,還將突破在嚴(yán)酷環(huán)境下生存以及深空測控通信等關(guān)鍵技術(shù)?!版隙鹑枴痹虑蜍囀侵袊谝惠v月球車,要完成月面移動、通信和科學(xué)探測等任務(wù),在多方面實現(xiàn)突破,對中國開展探月工程和深空探測活動具有重大意義。
第三階段的“回”,即在2020年前發(fā)射航天器登月采集樣品后再返回地球,并為未來載人登月和深空探測奠定基礎(chǔ),這些探測活動還能為人類建立月球基地增添新的科學(xué)依據(jù)!