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彭兢:展望未来我国深空探测 月球探测正逢其时
时间:2006年12月29日14:08 我来说两句  

 
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来源:科学时报

  “据国家航天局最新公布的消息,我国将于2009年和俄罗斯进行联合火星探测。”近日,在二十一世纪航天科技发展与前景高峰论坛暨中国宇航学会第二届学术年会上,中国空间技术研究院高级工程师彭兢说,“届时,俄罗斯将发射火卫一(Phobos)采样返回探测器,并携带一个由中国研制的火星探测载荷,对火星和火卫一进行综合探测。

  国外深空探测的启示

  “简单地说,探索太阳系乃至整个宇宙的起源、发展和演化是深空探测任务的总科学目标。”彭兢介绍,“也就是探索太阳系内各天体的起源、发展和演化;地球以外生命(和水)的存在;空间资源的开发利用。”

  他如此介绍国外深空探测对象选择的特点:最初的主要对象一般由近及远;月球是起点和前哨站;火星是月球之后的又一个探测热点;小天体探测日益受到重视;多目标多任务探测是深空探测的一种重要形式;对太阳的探测一直没有间断;对火星和金星之外、距离地球更远的大行星及其卫星的深空探测活动任重道远。

  谈到国外深空探测任务的探测方式时,彭兢说,一般的探测形式包括飞越、硬着陆(撞击)、环绕、软着陆与巡视、无人采样返回、载人探测等形式。近年来,对同一探测对象采取多种探测形式交替进行的方式以及在一次任务中多种探测手段组合实现综合探测的方式越来越多;独立的小型深空探测任务广泛采用多目标多任务探测方式;在深空探测任务中,往往是科学探索和技术验证相辅相成;载人深空探测是未来的制高点和必然选择。

  “但同时,深空探测任务面临着问题和挑战。”彭兢说,“例如,如何客观对待固有的高风险性;小型深空技术验证任务对提升航天能力影响重大,如何与科学探测综合考虑和安排;由于任务周期长,深空探测任务给航天工程研制和运行管理体系以及任务评价等很多方面带来冲击。”

  月球探测正逢其时

  “本世纪初,世界各主要航天大国都重新燃起了开展深空探测的热情,纷纷推出规模庞大的月球、火星和更远的行星际探测规划。”彭兢介绍了我国深空探测的现状,“这时,我国不失时机地开展了包括月球探测工程的深空探测活动。”

  据统计,经过40多年的发展,我国已成功研制并发射了76颗人造卫星、4艘试验飞船和2艘载人飞船,另外还发射了30余颗外国卫星,建立了完整配套的航天工程体系。

  彭兢简要介绍了绕月探测工程的科学探测目标:获取月球表面三维影像;分析月球表面元素含量和物质类型的成分;探测月壤特性;探测地月空间环境。其技术目标是:研制和发射我国第一颗月球探测卫星;初步掌握绕月探测基本技术;首次开展月球科学探测;初步构建月球探测航天系统;为月球探测后继工程积累经验。

  谈到月球探测二期工程时,彭兢说,它既是一期工程的延伸与跨越,也是三期工程的必要基础。它以突破月球探测相关技术并获取高精度的科学探测数据为目的,掌握开展深空探测所需的一系列关键技术,推动对月球科学研究的进一步深化,获得一批自主创新的月球科研成果,建立起较为完整配套的深空探测研究、设计、生产、试验和应用体系,培养一支高素质的人才队伍。

  据了解,探月二期工程的科学目标是:月表形貌与地质构造调查;月表物质成分和可利用资源调查;月球内部结构研究;日——地——月空间环境探测与月基天文观测。

  “原来设想中的月球探测三期工程将发射一个月球表面着陆器,在月面着陆后通过采样装置获取月面样品,并将样品放入返回器中。”他简要介绍了原来的月球探测三期工程的概念设想,并说明目前随着绕月探测过程的实施,我国在载人航天方面已经取得了很大的成功,未来的月球探测三期工程和后续的安排都将开展深入论证。

  展望我国深空探测

  “除了将继续进行月球探测工程,我国未来的深空探测活动还将包括空间科学任务、中俄联合火星探测、多目标多任务深空探测等。”彭兢重点介绍了目前正在讨论的一个多目标深空探测任务的概念设想。

  在过去近半个世纪里,人类对地球的近邻——火星开展了近40次探测活动,取得了大量成果。特别是近年来发现火星上可能存在水,大大激发了人们对火星的探测热情。火星上存储了多少水、是否曾经存在生命、是否适合人类生活等问题,将是世界各航天国家未来30年内的探测重点。

  目前,中国空间技术研究院和国内多家相关单位提出了一个“多目标多任务深空探测”的设想,将通过运载火箭一次发射一个由火星(金星)探测器和小天体探测器组成的组合飞行器,随后该飞行器由运载火箭发射直接进入地球——火星转移轨道(或地球——金星转移轨道,通过金星借力飞行最终实现与火星交会),火星探测器完成中途修正,小天体探测器选择合适的时机与火星探测器分离,两个独立的探测器分别完成科学探测和技术验证任务。

  设想中的探测目标包括:火星地形地貌、表面物质成分的探测,浅层物质与结构特性、大气成分及表面阴影区水体探测等;小行星或彗星的地形地貌与表面物质成分的探测、内部结构研究等等。

  据介绍,此任务的特点是:一次任务探测多个目标天体,可进行数据联合解译和对同一目标的联合探测;一次任务过程中飞过大行星和小天体,真正掌握行星际飞行及其相关技术;任务目标同时包含科学探测和新技术验证,充分体现深空探测的技术带动性等。

  针对未来我国深空探测领域的发展,彭兢的报告提出了几点建议:努力完成绕月探测工程并推动月球探测二、三期工程的实施,为我国开展未来深空探测活动奠定基础、积累经验;为逐步突破行星际飞行术、自主导航与控制和深空测控通信等关键技术,有计划、有步骤地开展多目标多任务探测活动;结合多目标多任务探测形式,适时开展火星、小行星和彗星等天体的科学探测;有选择地开展以空间科学为主要目标的相对独立的深空探测任务;载人航天与深空探测结合是未来深空探测的必经之路,酌情研究二者结合的时机和实施的具体方式。

(责任编辑:史少晨)


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