新華社記者 才揚(yáng) 攝

新華社北京11月21日電 綜述:深空探測,世界各國放眼“星辰大海”

新華社記者

從美國“旅行者1號(hào)”飛船進(jìn)入星際空間,到歐洲“羅塞塔”探測器登臨彗星;從印度“曼加里安”飛船進(jìn)入火星軌道,到中國“嫦娥四號(hào)”計(jì)劃世界首次月球背面著陸巡視探測……近年來,航天大國和新興國家放眼“星辰大?！?制定多樣的深空探測計(jì)劃。

專家認(rèn)為,深空探測已成為新世紀(jì)航天探索的熱門領(lǐng)域,并呈現(xiàn)出探測目標(biāo)多元化、探測形式多樣化及國際合作更加廣泛的特點(diǎn)。在這一領(lǐng)域,中國雖然是后來者,但有望取得領(lǐng)先。

“星辰大?！蔽姸鄧?/p>

一般認(rèn)為,距地球38萬公里的月球及更遠(yuǎn)的太空屬于“深空”范疇。目前的探測活動(dòng)通過三種途徑進(jìn)行:借助地面和太空軌道上的觀測設(shè)備觀測深空天體,以無人探測飛船、登陸器等抵近考察,以及宇航員登陸天體。

從全球深空探測的現(xiàn)狀看,月球和火星是世界各國首要的探測目標(biāo),依靠無人飛船、著陸車等裝置獲取月球和火星表面的氣候和地質(zhì)資料,為本世紀(jì)30年代至50年代間宇航員登陸火星計(jì)劃做好準(zhǔn)備。

其中,美國和歐洲非常注重在火星探測領(lǐng)域的持續(xù)投入,并將載人火星探測作為深空探索的長遠(yuǎn)目標(biāo)。美國計(jì)劃在2030年左右將宇航員送上火星;蘇聯(lián)解體后,力求復(fù)興的俄羅斯再次發(fā)起火星探測項(xiàng)目,遠(yuǎn)期目標(biāo)也是宇航員登陸;歐盟在“火星快車”探測飛船釋放著陸器失敗后,今年3月又發(fā)射了探測火星大氣環(huán)境的“痕量氣體軌道探測器”(TGO),并且再次嘗試釋放著陸器。

另一個(gè)探測熱點(diǎn)是水星、金星、木星、天王星和海王星等太陽系其他行星,以及柯伊伯帶小行星等太陽系的更遠(yuǎn)地帶,由此獲得的信息可以解開太陽系及其各行星誕生之謎。

21世紀(jì),參與深空探測的國家不斷增多,國際合作也將更加廣泛。

例如,歐盟和日本、印度等深空探索的后起國家,更多地通過國際合作彌補(bǔ)自己的技術(shù)短板。比如,歐盟和日本將合作探測水星,印度的月球和火星探測器大量使用了歐洲和俄羅斯的技術(shù)。

今年3月,歐洲航天局與俄羅斯多家航天機(jī)構(gòu)聯(lián)合研制的火星“痕量氣體軌道探測器”升空,為“火星太空生物”(ExoMars)項(xiàng)目正式拉開帷幕。俄歐科學(xué)家將通過這一項(xiàng)目共同分析火星大氣成分,尋找火星是否存在生命的證據(jù)。歐航局還與日本合作“科倫布”水星探測項(xiàng)目,計(jì)劃2018年發(fā)射水星探測飛船。

深空探測尤其是發(fā)射探測飛船和登陸車等,投資需求大、技術(shù)要求高、失敗風(fēng)險(xiǎn)也大,如果考慮載人登陸,難度更是直線上升,但世界各國仍先后投入。究其根源,中國空間技術(shù)研究院研究員龐之浩說,深空探索需要多領(lǐng)域、多學(xué)科的技術(shù)支持,一個(gè)探測計(jì)劃的成功可以全面提高對太陽系的科學(xué)認(rèn)知和航天技術(shù)水平,由此帶來的技術(shù)進(jìn)步還可以擴(kuò)散到眾多領(lǐng)域。

中國有望“后發(fā)先至”

在這場深空探索競賽中,世界各國都處在什么樣的位置?

美國無疑仍處于世界領(lǐng)先地位,各型探測飛船基本上覆蓋了太陽系內(nèi)所有行星。尤其在火星探測領(lǐng)域,全球參加過火星任務(wù)的探測飛船中一半是美國的,火星表面的火星車全部屬于美國。美國參與深空探測的不僅有航天局下屬眾多實(shí)驗(yàn)室,還有麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院等頂尖大學(xué)。

目前,美國的重點(diǎn)目標(biāo)就是總統(tǒng)奧巴馬提出的2030年前后載人登陸火星。而美國新當(dāng)選總統(tǒng)特朗普也已表示,他執(zhí)政后將為深空探測計(jì)劃爭取更多資金,美國航天局也應(yīng)當(dāng)將重心放在深空探測上。

俄羅斯繼承了蘇聯(lián)大部分“航天遺產(chǎn)”,但由于蘇聯(lián)時(shí)代航天器總體設(shè)計(jì)、星載設(shè)備等研發(fā)生產(chǎn)安排在烏克蘭等原因,俄羅斯深空探測實(shí)力近年來弱化。專家預(yù)測,未來俄羅斯的深空探測會(huì)更多依靠與歐盟、中國等的合作。

歐洲各國在深空探測領(lǐng)域則是各有所長,如法國的運(yùn)載火箭、意大利和德國的無人探測飛船和英國的空間推進(jìn)技術(shù)等。歐洲通過緊密內(nèi)部合作以及與美、俄等國的廣泛外部合作,成為深空探測的后起之秀。歐洲航天局2003年成功發(fā)射“火星快車”探測飛船,2005年成功發(fā)射了“金星快車”飛船,“羅塞塔”彗星探測器今年也圓滿完成探索使命。

日本的深空探測與歐航局幾乎同時(shí)在上世紀(jì)80年代起步,其重點(diǎn)在于太陽和彗星、小行星。2003年,日本成功發(fā)射“隼鳥”小行星探測器,2006年發(fā)射成功“日之出”太陽探測器,2007年發(fā)射成功“輝夜姬”月球探測器。

印度在深空探測領(lǐng)域“一鳴驚人”。2014年,印度“曼加里安”探測飛船成功進(jìn)入火星軌道,成為第一個(gè)探索火星的亞洲國家,也是唯一一個(gè)首探火星即獲成功的國家。印度在每年航天預(yù)算僅七八億美元的條件下確保月球和火星兩個(gè)重點(diǎn)深空項(xiàng)目成功,其中“曼加里安”的成本僅為7000多萬美元,令人矚目。

中國是近年來深空探測領(lǐng)域的“新星”,其中探月是近期主要任務(wù),火星探測計(jì)劃在2020年之后。中國科學(xué)家還提出了多項(xiàng)空間探測計(jì)劃。如“小行星探測”計(jì)劃,以伴飛、附著、取樣返回等探測方式,對近地目標(biāo)小行星進(jìn)行整體性探測和局部區(qū)域的就位分析。還有“木星系統(tǒng)探測”計(jì)劃等。

長期關(guān)注中國航天發(fā)展、并且在美國國內(nèi)多次呼吁中美航天合作的美國海軍軍事學(xué)院太空政策系教授瓊·約翰遜-弗雷澤認(rèn)為,中國深空探測雖然“后發(fā)”,但和美國比也有獨(dú)特優(yōu)勢。她說,西方國家的航天計(jì)劃受政府更迭、經(jīng)濟(jì)因素等影響較大,而中國的計(jì)劃更專注于長期目標(biāo),政府支持更具穩(wěn)定性,只要持續(xù)發(fā)展,有望取得出色成績。