过去一年,鹊桥二号成功绕月构建中继通信桥梁,为嫦娥六号实现人类首次月球背面采样返回提供了关键支撑。
这一壮举不仅让人类首次获取月球背面的样本,也让世界见证了中国航天的技术积累和卓越能力,而紧随其后的嫦娥七号任务,也随之进入倒计时。
最近,央视采访探月工程总师吴任伟,根据报道嫦娥七号的任务已被正式提上日程,它的目标更为宏大——前往月球南极寻找水冰,揭示月球深层奥秘。
事实上,中国对于月球南极的探测研究已经取得了阶段性成绩!2024年5月3日,中国嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭成功发射,开启人类首次月球背面采样返回任务。
作为探月工程四期的核心环节,该任务旨在突破地外天体复杂地形采样、月背自主导航与地月中继通信等技术瓶颈,并获取月球早期演化关键物质证据。
历时53天的航程,探测器完成了月面软着陆、钻表联合采样及月面采样等关键动作,在去年6月携1935.3克月壤样本成功返回地球。
嫦娥六号着陆区选定的是月球背面南极-艾特肯盆地东北侧的阿波罗撞击坑边缘(南纬43°±2°,西经154°±4°)。
该区域是太阳系已知最古老的撞击盆地之一,其底部可能暴露月球深部月幔物质,保留约46亿年前月球形成初期的地质信息。
如果说嫦娥六号的目标是破解月球背面的地质奥秘,那么嫦娥七号的任务更具现实意义,它的核心目标就是寻找月球南极的水冰,为未来月球科研站找“水源”。
这不仅关乎未来人类月球基地的建设,更可能影响整个深空探索的格局。
为什么要去月球南极寻找水冰?水,意味着生存,也意味着能源,如果嫦娥七号能在月球南极确认水冰的存在,将彻底改写人类对月球资源的认知。
科学家早在多年前就通过轨道探测器发现,月球南极某些永久阴影区可能储存着水冰。
这些区域常年处于黑暗之中,从未接受阳光直射,因此温度极低,使得水分得以凝结并保留至今。
而水的意义不仅仅局限于饮用,它可以分解成氢和氧,为未来的航天器提供燃料,让人类在月球的活动摆脱对地球资源的依赖,甚至为未来探索更远的星球提供补给。
因此,嫦娥七号的任务不仅仅是月球探测的一步,更是人类深空探索的关键一步。
然而,月球南极的探索也并非易事!月球南极的环境极端复杂,地形崎岖,阳光照射角度极低,导致温度变化剧烈,有些区域甚至低至零下233摄氏度。
在这一区域进行探测器着陆的精准度要求极高,稍有偏差就可能让探测器掉入深坑,或是无法获取预期数据。
因此,嫦娥七号的技术方案必须突破以往月球探测的诸多限制,才能在如此恶劣的环境下完成任务。
为此,嫦娥七号打造了一套“四器组合”模式,包括轨道器、着陆器、巡视器和飞跃器,并计划定点降落在月球南极区域。
尤其值得关注的是飞跃器,一直被国内网友亲切的叫做“机器狗”——哮天犬,这是中国航天首次在月球任务中配备此类探测设备。
“哮天犬”其实是一个六足机械精灵,其设计采用六条灵活机械腿各自安装了3个电机控制关节,驱动系统位于主体内部。
这样的构造使得飞跃器在面对月球南极复杂多变的地形时,能够轻松跨越石块和深坑,展现出卓越的机动性和适应性。
静止时,机械腿化身稳固支架;行动时,则以弹跳方式提供强大推动力,仿佛一只在月面自由驰骋的精灵。
它可以在月球南极的永久阴影区内进行实地勘测,直接飞入那些深邃的坑洞,确认水冰的存在。
传统的月球探测器往往只能进行单次着陆,而哮天犬飞跃器不仅能飞行,还能在复杂的地形环境中自主决策,完成多次起降,这一技术突破,使得嫦娥七号具备了前所未有的灵活性,也让任务本身更值得期待。
除了精准着陆和自主飞跃,嫦娥七号在应对极端温度变化方面也准备充分。月球南极的环境比人类探测过的任何地方都更为严酷,昼夜温差巨大,并且存在极昼和极夜现象。
初步估算,月球南极某些区域的连续光照时间可能达到100天左右,温度极低,而在没有光照的情况下,探测器如何维持能源供应和设备运行,将是另一项技术难题。
因此,此次任务采用了全新的能源管理系统,并通过高精度导航系统确保探测器在极端环境下的正常运作。
而在落月精度方面,科学家们为嫦娥七号制定了亚百米级的定点着陆目标,比以往的探测器精度提升了两个数量级。
为了实现这一目标,嫦娥七号将首次采用路标图像导航技术,使其能够在复杂地形中自主调整轨迹,以确保着陆点足够平坦、安全。
这一技术的突破,也将为未来更多深空探测任务提供关键经验。
目前,嫦娥七号任务已进入正样研制阶段,相关设备和技术正在逐步落地,并计划在2026年实施发射任务。
同时按照计划,嫦娥八号也在并行研制,等嫦娥七号完成任务后,接棒开展月球资源原位利用的技术验证,并与嫦娥七号共同构建月球科研站的基本雏形。
这也意味着,未来中国将在月球南极建立长期科学探测基地,进行资源开发、技术验证,并为进一步的载人探月乃至火星探测奠定基础。
回望中国探月工程的每一步,从嫦娥一号的绕月探测,到嫦娥四号的月背登陆,再到嫦娥六号的月背采样,每一次任务都在不断挑战人类对月球的认知。
而如今,嫦娥七号的目标更加明确——它将寻找月球上的“生命之源”,验证水冰的存在,为人类未来的太空生存提供可能性。
相比之下,美国的重返月球计划则显得进展缓慢。尽管美国曾在50多年前就实现了人类的首次登月,但自那以后,美国宇航员再也没进入过地球轨道以外的深空。
如今,美国航空航天局(NASA)虽然计划在2025年秋季执行“阿尔忒弥斯”二号飞行任务,重新将人类送回月球,但这一计划一直受到长期延误、成本超支和各种意外问题的困扰。
可以预见,在未来的三到五年里,中国将在探月工程方面保持对美国的领先优势,到了2030年,我国还将在嫦娥七号和八号任务基础上实现中国人登月的历史性时刻!
所以,期待嫦娥七号的成功发射,期待它为人类带回月球水冰的确凿证据,也期待中国航天在未来继续书写新的传奇!