“嫦娥”再奔月 德国正“搭车”

中国的“嫦娥四号”探测器周六凌晨发射升空,并将在一个月后尝试首次在月球背面的“软着陆”。在德国北方波罗的海之滨的基尔市,几名科学家正紧张、兴奋地关注着来自西昌卫星发射中心的消息。

(德国之声中文网) 来自中国山东的于佳,是德国基尔大学地外物理系的博士后研究员。这些天,他忙着在实验室里测试一台粒子辐射探测仪的数据传输功能。该仪器具备带电粒子、中性粒子自动化检测等多项功能。五脏俱全的仪器,体积却只有两个咖啡杯那般大小。

Deutsches Forschungsgerät auf chinesischer Mondsonde | Lunar Lander Neutron Dosimetry

基尔大学物理系开发的粒子辐射探测仪,将随“嫦娥四号”登陆月球背面。

"这台仪器搭载中国的'嫦娥四号',一同在月球背面着陆。这是人类探测器首次在月球背面进行着陆。"

基尔大学实验室里的这台探测仪,其实只是一件备份。和它结构完全相同的"孪生兄弟",几个月前就已经被装载到"嫦娥四号"里,即将发射升空,前往月球背面实施软着陆。为了解决地球与月球背面的通信问题,中国已经在今年5月发射了"鹊桥号"中继卫星前往月球背面上空的地月L2点。

Deutsches Forschungsgerät auf chinesischer Mondsonde | Prof. Robert F. Wimmer-Schweingruber

维默教授

基尔大学的粒子探测仪随"嫦娥四号"着陆后,就将正式开始在月球表面的科研工作。采集到的辐射数据,将通过"鹊桥号"中继星,源源不断地传回地球。

科学 | 21.05.2018

于佳的导师、月球粒子辐射探测仪项目的负责人维默教授(Robert Wimmer-Schweingruber)对德国之声介绍说,这些数据将用来研究宇宙射线辐射对宇航员健康的影响。他相信,今后十年内,人类有望重返月球,月球背面也是可能的着陆地点之一。

谁将率先重返月球?

1972年12月,在完成六次登月任务后,耗资巨大的美国阿波罗探月计划落下了帷幕。阿波罗17号飞船的宇航员,也成为了迄今最后一次踏上月球的人类。近年来,美、欧、俄、中等航天大国纷纷重提载人探月任务。美国与俄罗斯计划在2024年前后共同建成"深空门户"空间站(Deep Space Gateway),运行于月球轨道上,将其作为载人登月、飞往火星的基地以及中转站。而中国航天部门也有计划在本世纪三十年代实现载人登月,正在进行中的"嫦娥"无人探月工程,可以被视为载人登月的先导任务。

基尔大学的维默教授说:"我认为,首先实现重返月球目标的,会是中国人。中国的航天计划现在有着最强的驱动力,进展速度明显高于俄罗斯和美国。我甚至怀疑美国人和俄国人是不是真心想登上月球以及火星。"

欧洲空间局的宇航员,一直都是搭载美国或者俄罗斯的航天器进入太空。在载人登月议题上,欧洲也需要合作伙伴。不久前,欧空局局长沃纳(Jan Wörner)在接受德国之声采访时表示,希望中国届时实施载人探月、载人火星任务时,也能像如今的"嫦娥"项目一样开放国际合作。近年来,欧空局还为多名宇航员进行中文语言培训,毛雷尔(Matthias Maurer)、克里斯托弗莱蒂(Samantha Cristoforetti)等人还曾与中国航天员一同参加训练。

Deutsches Forschungsgerät auf chinesischer Mondsonde | Dr. Jia YU und Prof. Robert F. Wimmer-Schweingruber

于佳和维默教授在实验室中。桌上的电脑连接到粒子辐射探测仪的备份件上。

开放国际合作

除了德国基尔大学的粒子辐射探测仪,此次“嫦娥四号”项目,还有两台其他欧洲国家的科研设备,分别来自荷兰和瑞典。其中,荷兰的设备已经在今年5月随“鹊桥号”中继星先行升空。维默教授对德国之声介绍说,大约三年前,他的团队就向中科院国家空间科学中心申请了"嫦娥四号"的载荷舱位。"我们去北京展示了我们的科研计划,几个月后我们就收到了邮件,给我们带来了巨大的喜悦。我猜测,选中我们大概是因为我们的研究是为载人登月做准备的,而中国人很有可能会率先重返月球。"

China Mondlandungsmission Chang'e-4

嫦娥四号登陆效果图

已经为这台粒子辐射探测仪忙碌了两年的于佳,还在实验室里与维默教授商讨仪器着陆后的数据接收等各类问题。于佳介绍说,登月后,他们的探测仪将与"嫦娥四号"一起接受月球表面恶劣环境的考验,其中最大的难点在于长达14天、没有阳光的"月夜",仪器届时将面临摄氏零下150度以下的低温。"届时,着陆器的顶盖将会封闭。没有太阳能的情况下,‘嫦娥四号’上的核热电池只能满足最最基本的供电需求,其产生的热量也将用来给仪器保温,防止它们被冻坏。14天后,太阳重新照到着陆器上,探测仪重新开机。14天的月夜与月昼不断循环。"

主题

不过,这是于佳与维默一个多月后才需要担心的事情。"嫦娥四号"已经在北京时间周六(12月8日)凌晨2点23分搭载长征三号乙改进III型火箭升空。随后,它将经历一系列复杂的变轨过程,大约一个月后在月球背面着陆。"嫦娥"工程此前的三枚探测器,全都取得了成功。

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月球背面

12月27日发布的《2016中国的航天》白皮书中,提到中国计划在2017年实现月球表面着陆并采样返回、2018年实现在月球背面软着陆。在此之前,还从来没有任何航天器在月球背面着陆。

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玉兔长眠

而在月球的正面,已经有许多各国的探测器甚至载人飞船成功着陆。图为跟随嫦娥3号一同登上月球的中国第一艘月球车—玉兔号的模型。玉兔号在月球表面工作972天后,已于2016年7月31日晚停止工作。

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遥遥在望

白皮书也再次提及了雄心勃勃的火星探测计划,计划在2020年发射首颗火星探测器,并表示此后还要开展火星采样返回的关键技术攻关——人类至今没有任何航天器从火星返回地球。这是2016年8月公布的中国火星任务的探测器外观设计构型图。

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“全副武装”

在2020年发射的中国首枚火星探测器中,还将携带一台火星车。按照设计,火星探测器还将携带13台科研载荷,其中包括火星全球遥感相机、火星地表下探测雷达等设备。

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深而益远

除了火星和月球,白皮书中还提到要在今后五年内开展小行星探测、木星系及行星穿越探测等的方案深化论证和关键技术攻关,适时启动工程实施,研究太阳系起源与演化、地外生命信息探寻等重大科学问题。图为木星及其卫星。

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重型火箭

而在运载火箭方面,中国同样也雄心勃勃。白皮书中计划,今后五年内,将展开重型运载火箭工程。迄今为止最重的中国火箭长征5号已于今年11月从海南文昌发射, 其发射重量超过800吨。

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全新基地

值得注意的是,用于发射重型航天器的海南文昌发射场已经于今年6月投入使用。图为今年6月从该基地首飞的新型中型运载火箭长征7号。

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空间站

令人惊讶的是,白皮书对载人航天只是寥寥数笔:发射天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室进行对接;完成空间站各舱段主要研制工作,开展空间站在轨组装建造和运营;提升载人航天能力,为载人探索开发地月空间奠定基础。图为今年10月神舟11号载人飞船与天宫2号实验室对接的合成照片。

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成熟技术

不过,白皮书中花了较多笔墨描写了过去5年中载人航天领域的成就,称“中国已突破掌握载人天地往返、空间出舱、空间交会对接、组合体运行、航天员中期驻留等载人航天领域重大技术。”图为10月17日,即将搭乘神舟11号开始太空旅程之前,两名宇航员陈东和景海鹏(右)向欢送人群挥手致意。

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太空女侠

在过去五年间,中国还先后将两名女性宇航员送入太空:刘洋与王亚平(图)。

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导航系统

白皮书还提到了北斗卫星导航系统,表示中国计划在2020年前后,完成35颗卫星发射组网,为全球用户提供服务。

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国际合作

中国原本计划在导航系统上与欧洲合作,共同开发伽利略卫星导航系统(图)。然而,由于欧洲各国之间协调不畅,项目进展缓慢,导致中国决定“单干”。不过,在27日公布的白皮书中,中国方面强调将进一步加强国际航天合作,并且提到中国与欧洲已经签署了《2015-2020年中欧航天合作大纲》。

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