近日,在二十大党代表通道,中国航天科技集团有限公司党组书记、董事长吴燕生代表在讲话时,将载人月球探测和建设月球科考基地列为我国即将进行的重大航天工程,火星采样,小行星探测等航天项目一个不少,向我们描绘了中国航天射向宇宙深邃的画面,未来十年,我们将继续以稳定平稳的脚步迈入深空。
中国登上月球后,会带回什么东西,留下什么东西呢?会不会开始建立第一个地外工厂呢?
自从上世纪60年代末,美国阿波罗号宇宙飞船载人成功月之后,月球的土地上已经有数十年没有人类踏足,不久的未来,月球的表面将留下中国航天员的足迹。虽然美国也针对性地宣布了宏大的阿尔忒弥斯计划,并想赶在中国之前,在2024到2025年实现再次登月任务,可火箭发射的一再推迟也让阿尔忒弥斯计划陷入了迷雾。
能支撑我们在预定时间完成登月任务的关键是“新一代载人运载火箭”——长征五号G,以及重型运载火箭——长征九号,他们将同步提升我们的载人能力以及轨道发射能力,这也将打破既有的两种登月火箭的结构。
自人类迈入太空开始,专门设计用来登月的火箭只有两种:前苏联的N1火箭和美国的土星五号,可成功发射的只有美国的土星五号火箭,虽然两种火箭规格并不相同,前往月球的方式也有些差别,但基本流程却大同小异:将指令舱、服务舱与登月飞船分别装入不同的火箭分批发射,巨型燃料火箭可以靠强大的推动力直接进入地月转移轨道。
从阿波罗的登月飞船着陆的视频可以看出,当飞船着陆前,将打开四个液压撑脚将飞船维持在水平状态,看似一体的登月飞船其实是由下降级和上升级两部分构成,下降级部分,为整个飞船提供登月时的减速火箭和支撑系统,上升级则是由起飞火箭和返回舱构成。
当我们成功登月之后,宇航员要怎样返回地球呢?
虽然火箭整体总质量接近3000吨,但真正可以抵达月球表面的质量却只有不到15吨,等到科研任务完成,宇航员需要返回地球时,仅仅需要将指令舱点火升空,送回地球轨道。月球远小于地球的引力和真空环境,指令舱返回地球的难度要比从地球发射容易的多。更何况发射所需要的燃料只需要推动一个指令舱就够了。由于月球表面并没有建立发射基地,人们只能在飞船本身做文章,当下降级的撑脚打开后,稳定的基座就成为一个迷你的火箭发射场。返回舱就可以依托底座进行点火升空,返回地球。
月球上到底有什么?值得全球的天文学家如此痴迷。
载人登月只是我国探月工程的第一步,载人探月成功之后,我们计划的第二步是要在月球表面建造人类第一座“月球科考基地”,并开始着手建设人类历史上第一个地球之外的工厂,以便对月球表面丰富的氦-3进行提取。
氦-3是可控核聚变的关键材料,而且在聚变过程,氦三并不会产生中子二次辐射的风险,大大提高核聚变的可控性并为人类提供持续的清洁能源,根据现有探测对月球钛铁矿总量的估算,仅在月球表面就有26万吨的氦-3以气泡形式储藏,如果可以将月球表面的氦-3开发利用,将可以为人类持续功能数千年,能源危机将成为历史名词,所以建设月球科考基地,为之后的月球工厂打前站势在必行,而且越早越好!
随着科技的发展,人类的碳排放已经到了历史巅峰,气候危机已经成为了人类要面临的最严重的问题之一,虽然《巴黎协定》对各国碳排放标准做了严格限制,但整体来看人类的碳排放非但没有降低反而创下了历史新高,2021年的全球平均气温又提高了1摄氏度,冰川仍在融化,海平面仍在上升,地球也仍在变暖。
现在人类面对的不光是老牌温室气体二氧化碳,甲烷作为温室气体中的新生代力量逐渐显露锋芒,要知道,甲烷的温室效应可以达到二氧化碳的数十倍,如果再不改变能源结构,碳排放这只小小的蝴蝶将在整个地球掀起风暴,而这次风暴的核心将是人类共同体。
由此看来,探月登月、建立基地或许是解决环境危机、转变能源结构的最佳时机和窗口,特别是我国人造太阳项目取得的突破,更为开发氦—3提供了技术支持。
除了氦—3之外,月球表面拥有极为丰富的矿产资源,2022年中秋,我国科学家在月壤中成功发现新型矿物——嫦娥石,成为了第三个在月球上发现新型矿物的国家,现在玉兔二号月球车正在月球背面行驶,继续为我们了解月背提供源源不断的数据。