“美國(guó)火星勘測(cè)軌道飛行器3月10日進(jìn)入火星軌道后發(fā)回的揭秘計(jì)劃首批火星表面高清晰照片的新聞我注意到了，這批照片是年中飛行器在距離火星表面2489公里時(shí)拍攝的，接下去，啟動(dòng)該飛行器還將進(jìn)入火星大氣層，火星沿著一條更貼近火星表面的探索圓形軌道運(yùn)行。
飛行器的揭秘計(jì)劃高度會(huì)比現(xiàn)在降低很多。這項(xiàng)科研活動(dòng)再一次說(shuō)明，年中美國(guó)航天技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域仍居世界領(lǐng)先地位。啟動(dòng)與之相比，火星中國(guó)還有不小的探索差距?！敝袊?guó)工程院院士、揭秘計(jì)劃中國(guó)繞月工程副總設(shè)計(jì)師姜景山在接受《瞭望新聞周刊》采訪時(shí)作了如上表述。年中
美國(guó)“火星勘測(cè)軌道飛行器”是啟動(dòng)去年8月12日發(fā)射升空的。美宇航局下屬的火星噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室宣布，這艘飛船將探測(cè)火星上的探索水資源和生命線索，并為未來(lái)的火星登陸尋找合適地點(diǎn)。飛行器重約2.1噸，裝備有高清晰度成像設(shè)備、火星背景照相機(jī)、彩色成像儀、小型火星探測(cè)成像光譜儀、氣候探測(cè)儀和淺表層探測(cè)雷達(dá)等6臺(tái)主要的科學(xué)探測(cè)儀器。
探月之后探測(cè)火星
飛船抵達(dá)火星的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)去月球的路程，中國(guó)有能力登陸火星嗎？
中國(guó)工程院院士、中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院科技委主任、中國(guó)繞月探測(cè)工程副總設(shè)計(jì)師龍樂(lè)豪告訴《瞭望新聞周刊》，從火箭運(yùn)載系統(tǒng)的能力看，我國(guó)具有將有實(shí)用價(jià)值的航天器如衛(wèi)星、探測(cè)器等發(fā)射到任何一個(gè)行星軌道的能力。但從我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、綜合技術(shù)看，還有不小的差距。僅火箭技術(shù)本身，中美之間的差距大概有10～20年，衛(wèi)星探測(cè)手段也比較落后。
“應(yīng)用衛(wèi)星和衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天、深空探測(cè)，是人類進(jìn)行航天活動(dòng)的三大領(lǐng)域。這三個(gè)領(lǐng)域的研究我國(guó)都在做?！敝袊?guó)空間技術(shù)研究院研究員、國(guó)際宇航科學(xué)院院士朱毅麟在接受《瞭望新聞周刊》采訪時(shí)說(shuō)。
我國(guó)一直把應(yīng)用衛(wèi)星和衛(wèi)星應(yīng)用的研究放在很重要的位置，因?yàn)樗c國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展關(guān)系十分密切。人造地球衛(wèi)星用途最廣，發(fā)射數(shù)量最多，效益也最明顯。經(jīng)過(guò)十多年的努力，我們已經(jīng)初步掌握了載人航天的基本技術(shù)，突破了第一關(guān)，即載人上天并安全返回。第二步就是航天員出艙活動(dòng)和空間交會(huì)對(duì)接，目前正在做這項(xiàng)工作。深空探測(cè)，我國(guó)還處在起步階段，如我國(guó)環(huán)繞月球探測(cè)的“嫦娥一號(hào)”工程，至于火星探索，應(yīng)該在探月工程取得重大突破之后。
在朱毅麟看來(lái)，除了距離相距較遠(yuǎn)外，月球探測(cè)有許多方面可以為火星探測(cè)積累經(jīng)驗(yàn)，所以我國(guó)首先將進(jìn)行月球探測(cè)。
“關(guān)于火星探測(cè)，國(guó)家目前還沒(méi)有具體的計(jì)劃，但我想，只要月球探測(cè)計(jì)劃完成后，火星探測(cè)就會(huì)提上日程。探月之后肯定是探測(cè)火星。估計(jì)2010年后會(huì)提上日程，屆時(shí)，不論是從國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力上還是技術(shù)方面，我們都已具備了一定的深空探測(cè)的條件。當(dāng)然也可能和別的國(guó)家合作，聯(lián)合發(fā)射探測(cè)器。從國(guó)際上看，火星探測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)是開(kāi)展國(guó)際合作，這是節(jié)省經(jīng)費(fèi)、提高水平和縮短研制周期的重要途徑?！?/p>
火星探測(cè)是當(dāng)今航天技術(shù)的前沿。我國(guó)科學(xué)家10多年前就開(kāi)始火星探測(cè)的必要性和可行性研究。國(guó)家“863”計(jì)劃和“973”計(jì)劃中都有“行星探測(cè)”方面的課題，主要調(diào)查國(guó)外在火星等行星探測(cè)方面的進(jìn)展，總結(jié)國(guó)外火星探測(cè)已取得的科學(xué)成果，并對(duì)我國(guó)初期火星探測(cè)的科學(xué)目標(biāo)和探測(cè)器方案等進(jìn)行預(yù)研究。《中國(guó)航天》白皮書(shū)中也已經(jīng)把“深空探測(cè)”作為空間科學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容列入其中。
火星探測(cè)的難題
姜景山認(rèn)為，深空探測(cè)需要運(yùn)載、測(cè)控、軌道、信息數(shù)據(jù)傳輸、探測(cè)等幾方面的技術(shù)能力。“這幾方面技術(shù)能力看上去我們都具備，但在什么規(guī)模、什么水平上做就是問(wèn)題?！?/p>
從衛(wèi)星運(yùn)載能力看，將飛行器送上火星，問(wèn)題不大。測(cè)控方面（即探測(cè)控制），包括軌道測(cè)量、數(shù)據(jù)傳輸，技術(shù)是掌握的，但是要做到像美國(guó)火星勘測(cè)軌道飛行器所發(fā)回照片的高精確度，尚有很大差距。
探測(cè)火星，在測(cè)控和數(shù)據(jù)傳輸中首先要解決大天線問(wèn)題。地球到火星的直線距離，最近時(shí)約有6000萬(wàn)～8000萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)時(shí)可達(dá)3億多公里。這樣的距離如何傳遞信息極為關(guān)鍵。德國(guó)有100米直徑的天線，美國(guó)有60米、80米的。目前我國(guó)已經(jīng)研制出了50米直徑的天線，更大直徑天線的研制還需要解決很多問(wèn)題。在精確軌道測(cè)量方面，我們目前已有改進(jìn)的USB系統(tǒng)，將與甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）技術(shù)一起用于明年的繞月工程。探測(cè)技術(shù)基本沒(méi)有大問(wèn)題。
總體上講，要實(shí)現(xiàn)火星探測(cè)，需要建立強(qiáng)功能的天線系統(tǒng)，而我們的最大困難是地面測(cè)控和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)還達(dá)不到探測(cè)火星的技術(shù)要求。比如美國(guó)的攝像儀器，分辨率極高。這種技術(shù)我們是掌握的，但要做到如此的高精尖，還有難度，這與我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力有關(guān)，而器件的集成程度也有待更大的改進(jìn)和提高。
姜景山院士建議，“深空探測(cè)，我們要先走一步，進(jìn)行預(yù)研。不要等到月球探測(cè)完成之后再啟動(dòng)深空探測(cè)，因?yàn)樵S多問(wèn)題的解決都需要一個(gè)過(guò)程。”
朱毅麟也認(rèn)為，以我們目前所掌握的技術(shù)，研制高靈敏度的地面接收大天線，還很難做到?！耙部赡?010年以后，我們有可能去建這樣大的測(cè)控天線，但目前還不具備這個(gè)條件。”
理論上，從地球發(fā)射探測(cè)器的軌道是事先設(shè)計(jì)好的，但從地球到火星要飛行3億多公里的路程，需要七八個(gè)月的時(shí)間方能到達(dá)，并且要不停地調(diào)整飛行軌道、調(diào)整偏差，所謂“失之毫厘，謬之千里”。若依靠地面指令，電子信號(hào)的傳輸從火星傳回地面再?gòu)牡孛鎮(zhèn)骰鼗鹦?，往返需半個(gè)多小時(shí)。由地面觀測(cè)控制探測(cè)器的飛行是相當(dāng)難的，這就需要依靠探測(cè)器自身的“自主導(dǎo)航能力”。而這種超遠(yuǎn)距離的自主導(dǎo)航能力我們目前還不具備。
朱毅麟介紹說(shuō)，航天器由兩大部分組成，一是探測(cè)儀器，如雷達(dá)等探測(cè)器；二是平臺(tái)，是為探測(cè)器提供電源、飛行姿態(tài)、方向、調(diào)節(jié)溫度等，是保障服務(wù)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)極其復(fù)雜。
首先，要根據(jù)飛行使命和火星的環(huán)境進(jìn)行專門(mén)的探測(cè)儀器設(shè)計(jì)。而我們對(duì)火星表面的環(huán)境還不太了解。據(jù)現(xiàn)有資料，火星和地球、月球的環(huán)境不同，風(fēng)暴、沙塵暴嚴(yán)重，灰塵很大，氣溫很低，一般在零下幾十度，極為干燥。其次，在微電子器件方面，材料輕型化、微型化和小型化不夠，精度不夠，重量也比較重。如衛(wèi)星，同樣的功能，但我們的衛(wèi)星就比美國(guó)的重，這有原材料的問(wèn)題，也有微型化、小型化的問(wèn)題。第三，從時(shí)間上看，美俄等國(guó)家早在上世紀(jì)六、七十年代就實(shí)現(xiàn)了月球探測(cè)，而我們剛起步，差距是相當(dāng)大的。因?yàn)榭臻g技術(shù)潛在的軍事運(yùn)用，我們不可能購(gòu)買到任何關(guān)鍵技術(shù)，只能自主創(chuàng)新。
到2020年以后，國(guó)際形勢(shì)也許會(huì)發(fā)生很大的變化，國(guó)際合作的可能性增大。那時(shí)，深空探測(cè)、火星移民等已不僅僅是一個(gè)國(guó)家的事情，需要國(guó)際上的通力合作?！暗还茉鯓樱献魇且斜惧X(qián)、有基礎(chǔ)的，任何時(shí)候，關(guān)鍵技術(shù)都是買不來(lái)的。我們只有掌握了核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)，才能在國(guó)際舞臺(tái)上掌握更多的話語(yǔ)權(quán)，才具有平等的國(guó)家地位?！?/p>
繞月是深空探測(cè)的起點(diǎn)
2000年11月發(fā)表的《中國(guó)航天》白皮書(shū)明確表示：中國(guó)將在未來(lái)的十年中“開(kāi)展以月球探測(cè)為主的深空探測(cè)的預(yù)先研究”。具體地說(shuō)，我們正在進(jìn)行探月工程第一階段，在計(jì)劃二、三期工程，同時(shí)在不同層面上研究深空探測(cè)問(wèn)題。
作為中國(guó)繞月探測(cè)工程的副總設(shè)計(jì)師，姜景山院士認(rèn)為，月球探測(cè)是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和科技水平最有顯示度的項(xiàng)目，也是當(dāng)今世界航天活動(dòng)的一個(gè)熱點(diǎn)。中國(guó)的探月工程將分“三步走”。第一步是“繞”，將在2007年發(fā)射一個(gè)月球探測(cè)器，獲取月球資源和地理構(gòu)造的資料。今年是“嫦娥工程”的關(guān)鍵一年，衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、發(fā)射場(chǎng)、測(cè)控、地面應(yīng)用五大系統(tǒng)要完成系統(tǒng)集成、聯(lián)試，具備執(zhí)行任務(wù)能力；第二步叫“落”，到2010年前后派機(jī)器人登陸月球“探路”，在月球上進(jìn)行實(shí)地科學(xué)勘探；第三步叫“返”，月球著陸器不但降落月球，而且將所取的月球采樣及研究結(jié)果帶回地球。首次探月初步確定了四項(xiàng)目標(biāo)：獲取月球表面的三維影像；分析月球表面14種元素的資源含量和分布；探測(cè)月壤的厚度信息；監(jiān)測(cè)地月空間環(huán)境。
姜景山說(shuō)，目前“繞”月的各項(xiàng)工作進(jìn)展順利，但“壓力很大，因?yàn)槲覀円獱?zhēng)取繞月首發(fā)成功，但國(guó)外的繞月工程還沒(méi)有首發(fā)成功的。”
嚴(yán)格講，月球不屬于深空，它只是深空探測(cè)的起步點(diǎn)。月球距地球只有38萬(wàn)公里，但對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，要到距地球這么遠(yuǎn)的地方也不是個(gè)簡(jiǎn)單的事情。
自1972年“阿波羅”登月計(jì)劃結(jié)束之后，30多年來(lái)，人類再?zèng)]有登上月球。2004年，美國(guó)宣布了一項(xiàng)新的太空探索計(jì)劃，準(zhǔn)備在2020年之前派宇航員重返月球，并建立永久月球基地，隨后將嘗試登陸火星。俄羅斯也正在重啟太空開(kāi)發(fā)計(jì)劃，準(zhǔn)備在2015年左右漫步月球。日本計(jì)劃2025年前后在月球建立一個(gè)基地，讓人性化的機(jī)器人打頭陣。印度提出2008年發(fā)射第一艘無(wú)人繞月飛船。歐洲空間局計(jì)劃2010年左右向月球發(fā)射登陸器，并爭(zhēng)取在2020年將宇航員送上月球。
月球特有的礦產(chǎn)和能源是對(duì)地球資源的重要補(bǔ)充和儲(chǔ)備，將對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。姜景山把月球的特有資源歸結(jié)為5種：空間的高度資源，環(huán)境資源，行星體本身隱藏的資源（如礦物體、材料等），太陽(yáng)能資源和位置資源。
作為深空探測(cè)起步的探月工程代表了中國(guó)的整體實(shí)力，具有國(guó)家戰(zhàn)略意義，也能帶動(dòng)很多民用技術(shù)的發(fā)展。月球有著豐富的資源，月壤中特有的氦-3元素是人類未來(lái)可長(zhǎng)期使用的清潔、高效、安全而廉價(jià)的新型核聚變?nèi)剂?，并將改變?nèi)祟惿鐣?huì)的能源結(jié)構(gòu)。每一克黃金11美元，而每一克氦-3是400美元。在地球資源匱乏的今天，月球上的豐富資源無(wú)疑吸引了世界各國(guó)的注意。
接受《瞭望新聞周刊》采訪的專家們認(rèn)為，航天科技對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家安全具有重要意義。我們只有用創(chuàng)新思維，通過(guò)自主創(chuàng)新，掌握核心技術(shù)，才能加速提高我國(guó)的綜合國(guó)力，國(guó)際社會(huì)也才會(huì)有越來(lái)越多的“來(lái)自中國(guó)的聲音”。
