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西安日报:智能1号探测器撞月球


http://www.sina.com.cn 2006年09月04日 13:23 西安新闻网-西安日报

  欧洲第一个月球探测器“智能1号”3日在一小片闪光中成功撞击月球,以对月球的“温柔一击”结束了近3年的太空旅程,也奏响人类新一轮探月高潮的前奏。

  欧洲航天局3日发布新闻公报说:“今天一大早,一小片闪光照亮了月球表面,‘智能1号’击中月球‘卓越湖’区域。”据测算,撞击点位于月球南纬34.4度、西经46.2度。此间收到的电视画面显示,当撞击成功的消息得到确认时,位于德国达姆施塔特的控制中心
大厅内爆发出热烈的掌声。欧航局探测器项目负责人卡米诺说,撞击按计划顺利进行,“我们着陆了”。

  欧航局发言人魏厄在接受媒体采访时说,“智能1号”撞击月球后“撞”出了大量物质,将有助于科学家对撞击点进行进一步的研究。

  “智能1号”在格林尼治时间3日5时42分22秒(北京时间3日13时42分22秒)撞上月球,那一刻它与月球表面的夹角仅有很小的1度。一些专家因此风趣地将本次“撞月”形容为在月球上“打水漂”。

  欧航局说,此次“撞月”的时间和地点都是精心选择的,从南非到加那利群岛、南美、美国本土、夏威夷等地的天文学家和业余天文学爱好者都有机会观测到这一激动人心的撞击过程,但评估他们所观测的数据和图像仍需一段时间。“智能1号”撞击月球的速度仅为每秒2公里,而通常的自然天体撞击速度能达到每秒70公里。相比之下,“智能1号”此次撞击的动静要小得多,也“温柔”得多。专家说,这次撞击可能只会在月球表面留下一个直径在5米至10米之间、深度为1米左右的坑。

  “智能1号”于2003年9月升空,造价约1.1亿欧元(约合1.4亿美元)。除撞击月球为科学研究“发挥余热”外,它还对新型太阳能离子发动机进行了测试,并搜集了大量月球形态和月表矿物构成等数据。

  欧航局“智能1号”项目科学家伯纳德•富万认为,探测器所获取的数据是一笔“巨大财富”,可供科学家分析几个月甚至数年。他说,在月球探测重新激起世界各国兴趣之际,“智能1号”的探测成果为月球科研“做出了宝贵的贡献”。

  继“智能1号”完成使命后,欧洲还计划未来让宇航员登陆月球并分阶段建立月球基地。此外,美国、中国、俄罗斯、印度和日本等近年也都提出了自己的探月计划。有关专家认为,继20世纪50年代末美国和苏联展开以月球探测为中心的空间竞赛后,人类正在掀起第二次探月高潮。

  砸出三大成就

  欧洲航天局“智能1号”按预定计划撞击月球,完成了它最后一项使命。从发射到撞击,近3年时间中,“智能1号”为人们探索太空、了解月球积累了宝贵财富。

  成就一:近距离观察

  “智能1号”重仅367公斤,体积约1立方米,相当于一个洗衣机大小。两个太阳能电池板伸展开后长约14米。虽然个头不大,但在过去16个月中,“智能1号”使用高清晰度微型摄像机、红外线及X射线分光计等最新探测设备,从月球轨道拍摄并传回了月球表面的2万多张图像,清晰程度前所未有。

  负责“智能1号”探险任务的科学家伯纳德•富万说,X射线分光计和红外线帮助科学家第一次获得月球表面钙和镁等化学元素的含量数据,描绘出了月球元素和矿物分布的最详细地图。他说,“智能1号”还观察了神秘的月球极点,并调查了未来值得探索的区域。如果月球极点像一些科学家们所希望那样存在固态水的话,那么人类未来开发月球将拥有极端重要的生存条件。

  “智能1号”的测量还为有关月球生成和进化的理论收集了证据。

  成就二:离子发动机

  早在“智能1号”按计划顺利撞击月球之前,科学家们已经在庆祝一项重要成就,即太阳能离子发动机试验成功。为了这一试验,与“深空1号”的直线航行轨道不同,欧洲科学家们让“智能1号”“舍近求远”,先进入地球同步轨道,随后点燃离子推进器,逐步扩大其环绕地球飞行的椭圆形轨道直至其被月球重力所“捕获”。英国《自然》周刊说,上述过程耗时14个月,航行8400万公里,而地球到月球的直线距离只有38万公里,1969年美国“阿波罗11号”飞船完成地球到月球的旅程只用了76小时。“智能1号”飞了这么久、这么远,只消耗了大约70公斤燃料,大约为使用化学燃料发动机的传统航天器所需燃料的十分之一。

  成就三:施惠后来人

  富万在接受美国Space.com网站采访时说,“智能1号”是即将升空的一系列月球探测器的先驱。他指出,今年7月,第八届国际月球探测与利用大会发表《北京宣言》,宣言中要求各国应从头至尾记录探月行动计划,并合作在太空和地面观测月球撞击,因此“我们将向其他人传递经验”。当然,“智能1号”还有一项无法估量的影响,即重新点燃了人们探索月球奥秘的热情,其中部分原因在于“智能1号”探险相对低廉的成本,它的造价只有1.1亿欧元(约1.4亿美元)。

  “智能1号”

  欧洲首个月球探测器“智能1号”的英文名叫“SMART-1”,是“用于先进技术研究的小型任务1号”的缩写。探测器全部由低成本、小型化的尖端技术部件构成,造价约1.1亿欧元(约合1.4亿美元)。

  一、体貌

  重仅367公斤,体积约1立方米,相当于一个洗衣机大小。两个太阳能电池板伸展开后长约14米。

  二、主要装备

  装备了高清晰度微型摄像机、红外线及X射线分光计等最新探测设备,这些设备从月球轨道拍摄并传回了月球表面的2万多张图像,清晰程度前所未有。X射线分光计帮助科学家第一次获得月球表面钙和镁等化学元素的含量数据。

  三、任务

  探测月球表面化学元素,了解月球的构成;拍摄迄今最详细的月球地理图,以期破解45亿年前月球形成的奥秘;在月球表面寻找冰冻水的证据,为人类是否要在月球建立永久基地提供各种数据资料。

  四、推进系统

  推进系统能够依靠太阳能来驱动,其太阳能离子发动机可将太阳能转化为电能,再通过电能电离惰性气体原子,喷射出高速氙离子流,为探测器提供主要动力。这种新型发动机利用燃料的效率比普通化学燃料发动机高10倍。

  五、行程

  2003年9月27日由欧洲阿丽亚娜-5型

火箭搭载从法属圭亚那的库鲁航天发射中心升空。经过近14个月的飞行,探测器于2004年11月15日进入月球“大门”,即太空中月球引力作用大于地球引力作用的边界位置,此后探测器不断调整位置并逐渐进入预定月球观测轨道。2006年9月3日,探测器将按计划撞击月球,以“砸”出月球尘埃供天文学家研究。

  探月之路

  人类对月球的科学探测和研究始于20世纪50年代。1957年苏联发射第一颗人造卫星并于1961年把加加林送上近地轨道之后,人类便开始闯入太空并着手探测月球。

  美国和前苏联曾展开了一场以月球探测为中心的空间科学技术竞赛。从20世纪50年代末到70年代初,苏联共向月球发射了32个探测器,这些探测器或逼近或登陆月球,取得了丰硕的成果。美国也向月球发射了21个探测装置。1969年7月,美国“阿波罗11号”飞船实现了人类登月之梦,在月球探测中取得最辉煌的成果。

  1972年美国“阿波罗计划”结束后,由于探月活动耗资巨大,月球探测一度有所降温。然而,人类还是抵挡不住月球独特自然环境和资源的诱惑,再加上现代航天技术的发展为人类提供了进一步探测月球的可能性,20世纪90年代后期,人们又把目光投向了月球。

  美国于1986年提出重返月球、建立月球基地的设想,并在1994年和1998年分别发射了两个探测器。其中,1998年1月发射的以绘制月球表面地形图、分析月球地质结构和寻找月球存在冰或水证据等为目的“月球勘探者”号探测器,于1999年7月完成使命。

  美国还于2006年4月提出一项撞击月球南极的计划。美宇航局希望这一项目能成功找到月球存在水的证据,以利未来宇航员登陆月球并建立长期基地。这一项目将利用美宇航局计划于2008年10月发射的“月球环形山观测与感知卫星”来撞击月球。

  对欧洲来说,继第一个月球探测器“智能1号”圆满完成使命后,欧洲还计划未来让宇航员登陆月球并分阶段建立月球基地。

  人类为何要探月

  从科学角度来分析,月球表面的环境非常严酷,完全不是人们想象的那么美好。尽管如此,近半个世纪以来月球仍然不断听到来自地球的探测器的“叩门声”,它的魅力到底在哪里?

  月球的主要内部能量已于31亿年以前释放殆尽。现在的月球是一个古老的星体。然而月球上有两种资源将会给地球带来重大贡献,为解决人类面临的能源问题提供新思路。一是月球上可接收到丰富的太阳能;二是月球矿藏丰富,尤其是富含核聚变燃料氦-3。

  测算表明,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦。假设使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池板每小时可发电2.7千瓦时。从理论上来说,可以在月球表面无限制地铺设太阳能电池板,获得丰富而稳定的太阳能。

  据估计,月球土壤里含有大约100万吨至500万吨氦-3,具有巨大的开发利用前景。如果把氦-3作为可控核聚变燃料,它将是人类社会长期、稳定、安全、清洁和廉价的燃料资源。氦-3资源将有可能成为解决今后地球人类长期能源发展需求的重要原料。

  今后一旦人类在月球建立基地,就可以直接利用氦-3作为火箭的燃料,在月球上建立发射场,以发射各类航天器。由于引力小和无风等诸多原因,在月球上发射航天器的优势远远大于地球。此外,从月球观测太空有比地球好得多的天气条件。因此在月球建立基地也将对人类进一步探索外太空起到重要帮助。

  人类探测器频频造访月球,一方面是想了解这个我们既熟悉又陌生的星球,另一方面也肩负着为人类未来在月球长期生活勘测环境的使命。月球南极的沙克尔顿环形山是目前已知月球上最可能蕴藏冰的地区。美国宇航局专家曾指出,如证实月球南极存在冰冻水,这些冰冻水就可供未来建设半永久性的有人月球基地。美国正计划2008年10月发射卫星来撞击月球,并希望借此进一步寻找月球存在水的证据,以利未来宇航员登陆月球并建立长期基地。

  本组稿件均据新华社电

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