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月球探測的勢和實

(2005年08月25日 10:12)

□作者: 巨 尤

[1]

  
  人類用航天器對月球進行就近探測和登陸探測,已走過近半個世紀的歷程,其態勢究竟如何?其實在的目的到底是什麼?
  
  其“勢”在變
  
  航天技術是在東西方之間的“冷戰”中誕生的,它必然會用于“冷戰”。首先掌握航天技術的甦聯和美國,都將探月作為顯示其沖出地球能力的象征而展開激烈的競爭。
  月球是地球惟一的天然衛星,它始終圍繞地球轉,從地球上隨時都可以發射月球探測器。由于甦聯在1957年奪得了發射洲際導彈和人造地球衛星兩個第一,美國在其航天技術還是一只剛剛出殼的雛雁時,就于195810月用丘諾火箭發射開拓者號月球探測器,終因翅膀未硬而失敗。這年101112月再重復3次,也未能成功。
  甦聯當然不願意將這個“第一”讓給美國,美國搶先發射的失敗,又為它留下了機會,便于這年9月發射東方號月球探測器。大概也是由于羽翼未豐而失敗。這年10月和12月又各進行1次,同樣也失敗了。不過,它于195912日發射的月球1”號成功了,14日相距6000千米飛過月球。這年912日發射的月球2”號,14日成為到達月球的第一個人造物體。104日發射的月球3”號,更于107日繞過月球,首次拍攝了月球背面的照片。
  在1959年奪得3個探月第一之後,甦聯又于1961412日奪得了載人航天第一。這大大剌激了頭等強國美國。肯尼迪總統于這年525日宣布實施阿波羅計劃,要在10年內將美國人首先送上月球。這便展開了一場更加激烈的探月競爭。
  作為載人登月的準備,美國于19618月到19653月實施了徘徊者無人探月計劃,9次發射,3次成功,對月面的基本情況進行了探測。19665月到19681月實施了勘測者計劃,7次發射,5次成功,確認載人飛船可以在月面降落。19668月到19678月實施的月球軌道飛行器計劃,5次發射,全部成功,為阿波羅載人飛船選定了5個著陸點。
  甦聯當然不會輕易放棄這個誘人的“第一”。一方面秘密研制發射載人登月飛船的大型火箭,一方面加緊實施無人探月活動。從19634月到19768月,先後發射21月球號月球探測器,6探測器號月球探測器,暗地里與美國進行載人登月競爭。只是大型火箭研制未成功而放棄。但載有人體模型的探測器繞月飛行、返回地球,載有月球車的探測器在月面著陸,鑽取月球岩石標本並返回地球等活動仍如實地完成了。
  
  美國的阿波羅計劃在傾全國之力的努力下,于1969716日,首先將人送上月球,到197212月,又5次載人登月。先後12人對月面進行了考察,在月面安裝了太陽輻射計、月震儀、激光反射儀等設備,在月面活動共80小時31分鐘,活動面積佔月球總面積的6%,帶回近400千克月球土石標本。
  由上可知,早期的探月活動,只是在美甦之間激烈競爭中開展的,其它各國都是旁觀者。
  19903月,日本的繆斯A”科學衛星在飛近月球時,將重13千克的羽衣探測器施放到繞月球飛行的軌道上,使日本第一個加入了美甦探月俱樂部。
  2003928日,歐空局發射了小型先進技術研究月球探測器,也正式加入了探月俱樂部。
  20033,中國開始啟動嫦娥探月工程,在23年時間內發射繞月探測器,然後將機器人送上月球進行實地探測,最後將月球標本帶回地球。
  努力實現大國夢的印度,也有雄心勃勃的月球計劃。
  2004114日,美國總統布什宣布,將在2015年以前讓美國人重返月球。同時,美國已批準一些私人公司發射月球探測器,開展商業活動。
  俄羅斯也從未放棄過它的探月優勢,至少,它的科學家目前仍在地面上進行研究,一旦經濟條件改善,隨時可以重新啟動探月工程。
  月球探測已由兩強相爭,曲高和寡,變成“眾星棒月”之勢。其中仍有激烈的競爭,但與“冷戰”中的惡斗相比,已經理智得多。
  
  其“實”在現
  
  為什麼要探測月球?其目的已顯露得非常清楚了,歸納起來,不外三個方面。
  其一是月球上有豐富的資源。
  在月球岩石中,富含 、鋁、錳、鈉、鈣、鐵以及貴金屬銥和鈦,也有鉀、磷和稀土元素,特別是有豐富的氦-3。氦的這種同位素可用于核聚變發電,它的突出優點是,在核聚變產能過程中沒有中子輻射,因而被稱為安全的清潔的核燃料。地球上的氦-3很少,總量只有20噸。在月球上,美國有人估計,僅靜海地區就達7000噸;俄羅斯專家認為,月球上的氦-3足夠人類使用1000年。
  在月球上可高效率地利用太陽能,由于沒有大氣影響,利用率是地球上的1.5倍。美國休斯頓能源研究中心的調查報告認為,月球上的太陽能發電能力達1.3萬垓瓦,即13×1015瓦。如將其中1%送回地球,就可取代石油、煤碳等全部礦物燃料能源。
  其二是月球上有獨特的環境條件。
  月球沒有大氣、沒有磁場,太陽輻射等宇宙訊息直達月球表面,月球自轉速度小,月震也很微小;月球的重力只及地球的1/6,重力波強度只有地球的1/101/9,是理想的科學研究和科學實驗場所。能以低廉的成本實現地面上或航天站上不容易實現的大規模物理化學實驗和研究,其中包括粒子加速和超高速踫撞實驗、核聚變研究、宇宙動力學研究、生命科學研究和天文探測等。
  在進行生命科學實驗時,由于月球上沒有有機物,不會發生有機物混入和測定錯誤;由于高度真空,細菌等實驗用的微生物不會到處擴散,十分安全。
  在月球背面進行天文探測,除了沒有大氣影響和重力影響較小等優越條件外,還有長長的黑夜和低氣溫,以及沒有人造光源和電波的影響等獨特的環境條件。
  其三是月球佔有優越的位置。
  
  人造地球衛星之所以神通廣大、無所不能,其重要原因就是它佔有高遠位置。而作為地球天然衛星的月球,其條件自然比人造地球衛星優越得多。尤其是由于月球的自轉與公轉周期相同,因而總是用同一面面對地球,在那里建立科學實驗、通信、遙感等基地,與地球的通信聯絡非常方便,可以不間斷地對地球進行觀測和監視。
  月球的優越位置使它可以成為飛向更遙遠太空的跳板。由于月球的輕重力,從月球上發射火箭的費用,只有從地球上發射的1/20
  
  “勢”和“實”相約
  
  母庸諱言,是月球的“實”造成了當前探月的“眾星捧月”之勢。因為上述的種種“實”可帶來巨大的“利”。
  地球人類已面臨能源危機,解決能源危機的一條途經是發展太空電站,就是用人造地球衛星將太陽能轉變成電能,供地球上使用。不過它必須將電能先轉變成激光或微波才能發回地球,這是一項難度很大的技術。美、日和歐洲研究太陽能發電衛星幾十年,至今難以排上日程,真正應用恐怕是50年以後的事。與其如此,不如直接在月球上建太陽能發電站,或者開采月球上的氦-3,運回地球搞核發電。
  
  許多人已形成這樣的認識︰地球的能源靠月球。在地球上,一些大國為掌控石油資源而用盡心機,甚至不惜發動戰爭來推翻一個政權,為了月球上的豐富能源而開發月球是情理之中的事。
  在唯一的超級大國美國,有這樣一種強烈願望︰保持航天技術的絕對優勢,通過控制太空來控制地球。那麼,保持月球探測和開發的絕對優勢是絕對必要的。重返月球是其中的重要布局。為了重返月球,不惜逐漸退出那個由其張羅幾十年才開始運轉的國際空間站。
  開發月球需要很高的技術和巨大的資金。在技術上,對美國來說雖是重返月球,但也決非輕車熟路,因為在20世紀60年代惡性競爭中實施的阿波羅載人登月,太過實現最後的結果,而對過程多有疏忽,要重返月球,也需花10多年時間才能實現。在資金上對美國一國來說也決不是寬裕的。客觀來說,應是各國聯合起來探測和開發月球,但是,由于各國的航天技術參差不齊,在今日的國際政治現實中,技術先進的航天大國不會與技術落後的國家進行技術共享的、平等的合作,而多國出錢、一國受益的合作當然行不通。
  未來的月球開發態勢,還受月球一個重要事實的制約,那就是月球上到底有沒有水?有多少水?早在1994年,美國發射的克萊門汀探測器在對月貌進行測繪時,就發現在月球南極有冰水存在的跡象。為此,美國在19981月發射了月球勘探者探測器,它繞月球南北極飛行,專門尋找水的蹤跡。根據氫分子信息,證實在月球南、北極永久背陽的隕石坑中,可能有與泥沙混合的冰凍水存在。但在199981日該探測器撞擊一個隕石坑時,在飛濺物中並未發現有水蒸汽存在。今後的月球探測,找水是其中的重要任務。如果月球上有足夠的水,前面說到的各項開發內容都可以實現。
  月球是全人類的共同財富,但願各國在和平競爭中逐漸走向合作,共同開發月球,為全人類造福。



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