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月球探测的势和实

(2005年08月25日 10:12)

□作者: 巨 尤

[1]

  
  人类用航天器对月球进行就近探测和登陆探测,已走过近半个世纪的历程,其态势究竟如何?其实在的目的到底是什么?
  
  其“势”在变
  
  航天技术是在东西方之间的“冷战”中诞生的,它必然会用于“冷战”。首先掌握航天技术的苏联和美国,都将探月作为显示其冲出地球能力的象征而展开激烈的竞争。
  月球是地球惟一的天然卫星,它始终围绕地球转,从地球上随时都可以发射月球探测器。由于苏联在1957年夺得了发射洲际导弹和人造地球卫星两个第一,美国在其航天技术还是一只刚刚出壳的雏雁时,就于195810月用丘诺火箭发射开拓者号月球探测器,终因翅膀未硬而失败。这年101112月再重复3次,也未能成功。
  苏联当然不愿意将这个“第一”让给美国,美国抢先发射的失败,又为它留下了机会,便于这年9月发射东方号月球探测器。大概也是由于羽翼未丰而失败。这年10月和12月又各进行1次,同样也失败了。不过,它于195912日发射的月球1”号成功了,14日相距6000千米飞过月球。这年912日发射的月球2”号,14日成为到达月球的第一个人造物体。104日发射的月球3”号,更于107日绕过月球,首次拍摄了月球背面的照片。
  在1959年夺得3个探月第一之后,苏联又于1961412日夺得了载人航天第一。这大大剌激了头等强国美国。肯尼迪总统于这年525日宣布实施阿波罗计划,要在10年内将美国人首先送上月球。这便展开了一场更加激烈的探月竞争。
  作为载人登月的准备,美国于19618月到19653月实施了徘徊者无人探月计划,9次发射,3次成功,对月面的基本情况进行了探测。19665月到19681月实施了勘测者计划,7次发射,5次成功,确认载人飞船可以在月面降落。19668月到19678月实施的月球轨道飞行器计划,5次发射,全部成功,为阿波罗载人飞船选定了5个着陆点。
  苏联当然不会轻易放弃这个诱人的“第一”。一方面秘密研制发射载人登月飞船的大型火箭,一方面加紧实施无人探月活动。从19634月到19768月,先后发射21月球号月球探测器,6探测器号月球探测器,暗地里与美国进行载人登月竞争。只是大型火箭研制未成功而放弃。但载有人体模型的探测器绕月飞行、返回地球,载有月球车的探测器在月面着陆,钻取月球岩石标本并返回地球等活动仍如实地完成了。
  
  美国的阿波罗计划在倾全国之力的努力下,于1969716日,首先将人送上月球,到197212月,又5次载人登月。先后12人对月面进行了考察,在月面安装了太阳辐射计、月震仪、激光反射仪等设备,在月面活动共80小时31分钟,活动面积占月球总面积的6%,带回近400千克月球土石标本。
  由上可知,早期的探月活动,只是在美苏之间激烈竞争中开展的,其它各国都是旁观者。
  19903月,日本的缪斯A”科学卫星在飞近月球时,将重13千克的羽衣探测器施放到绕月球飞行的轨道上,使日本第一个加入了美苏探月俱乐部。
  2003928日,欧空局发射了小型先进技术研究月球探测器,也正式加入了探月俱乐部。
  20033,中国开始启动嫦娥探月工程,在23年时间内发射绕月探测器,然后将机器人送上月球进行实地探测,最后将月球标本带回地球。
  努力实现大国梦的印度,也有雄心勃勃的月球计划。
  2004114日,美国总统布什宣布,将在2015年以前让美国人重返月球。同时,美国已批准一些私人公司发射月球探测器,开展商业活动。
  俄罗斯也从未放弃过它的探月优势,至少,它的科学家目前仍在地面上进行研究,一旦经济条件改善,随时可以重新启动探月工程。
  月球探测已由两强相争,曲高和寡,变成“众星棒月”之势。其中仍有激烈的竞争,但与“冷战”中的恶斗相比,已经理智得多。
  
  其“实”在现
  
  为什么要探测月球?其目的已显露得非常清楚了,归纳起来,不外三个方面。
  其一是月球上有丰富的资源。
  在月球岩石中,富含硅、铝、锰、钠、钙、铁以及贵金属铱和钛,也有钾、磷和稀土元素,特别是有丰富的氦-3。氦的这种同位素可用于核聚变发电,它的突出优点是,在核聚变产能过程中没有中子辐射,因而被称为安全的清洁的核燃料。地球上的氦-3很少,总量只有20吨。在月球上,美国有人估计,仅静海地区就达7000吨;俄罗斯专家认为,月球上的氦-3足够人类使用1000年。
  在月球上可高效率地利用太阳能,由于没有大气影响,利用率是地球上的1.5倍。美国休斯顿能源研究中心的调查报告认为,月球上的太阳能发电能力达1.3万垓瓦,即13×1015瓦。如将其中1%送回地球,就可取代石油、煤碳等全部矿物燃料能源。
  其二是月球上有独特的环境条件。
  月球没有大气、没有磁场,太阳辐射等宇宙讯息直达月球表面,月球自转速度小,月震也很微小;月球的重力只及地球的1/6,重力波强度只有地球的1/101/9,是理想的科学研究和科学实验场所。能以低廉的成本实现地面上或航天站上不容易实现的大规模物理化学实验和研究,其中包括粒子加速和超高速碰撞实验、核聚变研究、宇宙动力学研究、生命科学研究和天文探测等。
  在进行生命科学实验时,由于月球上没有有机物,不会发生有机物混入和测定错误;由于高度真空,细菌等实验用的微生物不会到处扩散,十分安全。
  在月球背面进行天文探测,除了没有大气影响和重力影响较小等优越条件外,还有长长的黑夜和低气温,以及没有人造光源和电波的影响等独特的环境条件。
  其三是月球占有优越的位置。
  
  人造地球卫星之所以神通广大、无所不能,其重要原因就是它占有高远位置。而作为地球天然卫星的月球,其条件自然比人造地球卫星优越得多。尤其是由于月球的自转与公转周期相同,因而总是用同一面面对地球,在那里建立科学实验、通信、遥感等基地,与地球的通信联络非常方便,可以不间断地对地球进行观测和监视。
  月球的优越位置使它可以成为飞向更遥远太空的跳板。由于月球的轻重力,从月球上发射火箭的费用,只有从地球上发射的1/20
  
  “势”和“实”相约
  
  母庸讳言,是月球的“实”造成了当前探月的“众星捧月”之势。因为上述的种种“实”可带来巨大的“利”。
  地球人类已面临能源危机,解决能源危机的一条途经是发展太空电站,就是用人造地球卫星将太阳能转变成电能,供地球上使用。不过它必须将电能先转变成激光或微波才能发回地球,这是一项难度很大的技术。美、日和欧洲研究太阳能发电卫星几十年,至今难以排上日程,真正应用恐怕是50年以后的事。与其如此,不如直接在月球上建太阳能发电站,或者开采月球上的氦-3,运回地球搞核发电。
  
  许多人已形成这样的认识:地球的能源靠月球。在地球上,一些大国为掌控石油资源而用尽心机,甚至不惜发动战争来推翻一个政权,为了月球上的丰富能源而开发月球是情理之中的事。
  在唯一的超级大国美国,有这样一种强烈愿望:保持航天技术的绝对优势,通过控制太空来控制地球。那么,保持月球探测和开发的绝对优势是绝对必要的。重返月球是其中的重要布局。为了重返月球,不惜逐渐退出那个由其张罗几十年才开始运转的国际空间站。
  开发月球需要很高的技术和巨大的资金。在技术上,对美国来说虽是重返月球,但也决非轻车熟路,因为在20世纪60年代恶性竞争中实施的阿波罗载人登月,太过实现最后的结果,而对过程多有疏忽,要重返月球,也需花10多年时间才能实现。在资金上对美国一国来说也决不是宽裕的。客观来说,应是各国联合起来探测和开发月球,但是,由于各国的航天技术参差不齐,在今日的国际政治现实中,技术先进的航天大国不会与技术落后的国家进行技术共享的、平等的合作,而多国出钱、一国受益的合作当然行不通。
  未来的月球开发态势,还受月球一个重要事实的制约,那就是月球上到底有没有水?有多少水?早在1994年,美国发射的克莱门汀探测器在对月貌进行测绘时,就发现在月球南极有冰水存在的迹象。为此,美国在19981月发射了月球勘探者探测器,它绕月球南北极飞行,专门寻找水的踪迹。根据氢分子信息,证实在月球南、北极永久背阳的陨石坑中,可能有与泥沙混合的冰冻水存在。但在199981日该探测器撞击一个陨石坑时,在飞溅物中并未发现有水蒸汽存在。今后的月球探测,找水是其中的重要任务。如果月球上有足够的水,前面说到的各项开发内容都可以实现。
  月球是全人类的共同财富,但愿各国在和平竞争中逐渐走向合作,共同开发月球,为全人类造福。



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