中國航天報
近日,中國載人航天工程辦公室發(fā)布消息:中國航天員登月服命名為“望宇”,載人月球車則命名為“探索”。顧名思義,“望宇”寓意“遙望宇宙”,不禁令人暢想中國航天員站在月球乃至火星、小行星表面遙望宇宙深空的詩意壯麗畫面,與中國航天員執(zhí)行近地軌道任務(wù)時穿戴的“飛天”航天服共同體現(xiàn)著載人航天工程層層遞進?!疤剿鳌眲t寄托著中國人積極探索月球乃至宇宙深空未知領(lǐng)域的渴望之情。
那么,登月服和載人月球車研發(fā)工作穩(wěn)步推進,預(yù)示著中國載人登月任務(wù)可能聚焦于哪些目標(biāo)呢?
首先,中國航天員將在月面行動自如。“望宇”屬于新一代登月服,除了能夠在月面環(huán)境中確保航天員健康安全外,還能支持航天員攀爬、駕駛、操作科學(xué)實驗儀器等特殊艙外活動。為此,“望宇”相比美國“阿波羅時代”登月服,需要更加輕量化,確保航天員穿脫方便、活動自由度更高,支持其在月面輕松完成蹲起、彎腰、跳躍等。
接下來,中國航天員將驅(qū)車采集更多月壤樣本,收獲更多科研成果。當(dāng)前,科研人員基本上已確定月球表面存在水冰資源。只不過,這些水冰資源主要以水合物和氫氧化物的形式蘊藏在礦物中,特別是富集在月球南極的永久陰影區(qū)。載人月球車需要確保航天員能夠采集距離登陸點更遙遠的月壤樣本,再運載到載人登月艙、月面實驗室等設(shè)施內(nèi),在月面或帶回地球開展樣本分析研究,取得更多科研成果,進一步確定月壤的水含量,探索提取利用方法。
更進一步,中國航天會在月球表面和月球軌道上建立棲息地。
放眼國際載人探月任務(wù)規(guī)劃,西方國家正在努力推進“阿爾忒彌斯計劃”,多國籌建的門戶月球軌道空間站有望于2027年開始部署艙段,同時美國宇航局、歐空局及商業(yè)航天力量提出了不少建造月面棲息地的構(gòu)想。
有研究指出,月球軌道空間站在一些領(lǐng)域的作用有可能比近地軌道空間站更顯著,不僅有助于提升月面科研試驗站的探測范圍和科研力量,還將是載人深空探測任務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,未來與月面發(fā)射場協(xié)同工作,充當(dāng)人類飛往星辰大海的中轉(zhuǎn)站。
據(jù)公開資料顯示,中國載人登月任務(wù)不僅會在2030年前開展月球科學(xué)考察及相關(guān)技術(shù)試驗,突破并掌握載人地月往返、月面短期駐留、人機聯(lián)合探測等關(guān)鍵技術(shù),還要在中遠期建立長期支持航天員在月面活動的月球科研試驗站、月球軌道空間站等空間基礎(chǔ)設(shè)施,依托相關(guān)科研活動平臺,開展系統(tǒng)、連續(xù)的月球探測和相關(guān)技術(shù)試驗驗證。顯然,中國登月服和載人月球車將在更完備的地月空間基礎(chǔ)設(shè)施支持下發(fā)揮更大的作用。
此外,載人月球車命名為“探索”,揭示了中國載人登月的重要目標(biāo):探索月球乃至太陽系、宇宙的更多奧秘。比如,月球起源之謎、月球上的水冰資源形成之謎、月震原理及月球內(nèi)部深層結(jié)構(gòu)之謎、月球火山活躍和“死亡”歷史之謎等,長期困擾著科學(xué)家們,有待于航天員和人工智能搭檔不斷深入探索月球,盡早解答謎題。更多載人登月任務(wù)還將幫助探知關(guān)于太陽系演化、宇宙中的“水資源”等奧秘。
盡管新一代登月服、載人月球車經(jīng)歷了多方面技術(shù)升級,綜合效能比“阿波羅時代”同類產(chǎn)品顯著提高,但在大眾看來,似乎仍不夠“新穎”。那么,哪些新技術(shù)有可能對未來載人登月任務(wù)和月球工作生活提供幫助呢?
其一,人工智能技術(shù)飛速進步,必將對載人登月任務(wù)助益良多。比如,人工智能技術(shù)可以提升微小探測器、航天員輔助設(shè)備的效能,促使它們獨立自主地進入月球表面復(fù)雜地形和月球內(nèi)部空間,或者更加有效地保護、支持航天員前往探索。
特別是月面下潛藏著綿延數(shù)十公里的熔巖管,人工智能技術(shù)賦能探測器和設(shè)備后,可以幫助繪制更加精密的月球地形圖和結(jié)構(gòu)圖,為建設(shè)月球基地尋找合適選址。未來,月球科研試驗站和航天員生活設(shè)施很可能建造于熔巖管內(nèi)部,從而防范微流星體撞擊,克服月面極端溫差和輻射等惡劣條件。
其二,大型3D打印設(shè)備將被航天員帶上月面和月球軌道空間站,為月球資源原位利用貢獻力量。建設(shè)月球科研試驗站和航天員生活設(shè)施,前期不得不依賴從地球向月球運輸能源、材料等,但這種方式成本高昂,難以持續(xù)大規(guī)模進行。想要可持續(xù)地拓展月面棲息地,最合適的方式是就地取材,由航天員組裝大型3D打印設(shè)備,低成本制造各種零部件,進而開發(fā)利用月球資源,完成建設(shè)任務(wù)。
其三,為了打造可持續(xù)的有人照料月面棲息地,航天員需要生活在封閉生態(tài)系統(tǒng)中,因此必須掌握微型生物圈技術(shù)。逐步建成生態(tài)多樣的生物圈,被科學(xué)界認(rèn)為是人類邁向深空的關(guān)鍵。微型生物圈技術(shù)利用藻類等產(chǎn)生氧氣,回收人類新陳代謝廢物,調(diào)節(jié)二氧化碳和水的含量水平,有望初步滿足航天員月球生活需求。
(中國航天報)
責(zé)編:
審核:郭凱
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