我国何时飞向月球开拓天疆

   我国是联合国外空委员会的成员国,在月球探测上是有条件的。如果我国在月球上占有一席之地,在分享月球开发权益上就具有更大的发言权——

  上月5日,美国“月球探测者”号机器人探测器发回的数据显示,月球陨石坑底部的土质很松,含有大量的氢,表明干土里有冰碴。据初步推断:月球上水的总储量可能在1100万吨到3.3亿吨之间。这一发现可能成为人类走向太空的一个新的里程碑。

  1405年,我国伟大的航海家郑和率船队首次通使“西洋”,在其后的28年间他又屡次出海,最远时曾到达非洲东岸和红海海口,若明朝不实行锁国政策而支持郑和继续探险,中国极有可能最先发现美洲新大陆。87年后,意大利人哥伦布后来居上,他那横渡大西洋的航行,成为15—16世纪开发、移民美洲的世界热潮的导火索。

  专家认为,现在,我们面临开发月球的前夜,我们不能再丧失机遇,在国力许可的条件下,我们应积极准备,参与到开发的前期工作中去。

  纵观国际上各空间大国的发展历程,美、苏两国在发展载人航天技术之前就已开始了深空探测活动,从50年代末到70年代中,苏联和美国相继发射了83个月球探测器,对月球及其周围环境进行了一系列的探测活动。美国还在1969年实现了“阿波罗”载人登月的创举,苏联也完成了利用月球车采集月球标本、自动器返回地面的高水平探月活动。

  进入90年代,日本在继苏、美之后第三个闯入“深空俱乐部”,他们于1990年1月发射了一颗“飞天”月球探测器,他们还计划于2024年在月球上建立6人月球基地。1994年5月31日—6月3日,在瑞士和欧洲航天局的倡导下,美国、俄罗斯、日本和欧洲的科学家们在瑞士的贝阿滕召开了一次讨论征服月球问题的会议,他们一致同意进行第一阶段的研究,即先发射一些卫星、月球探测器或机器人,然后再让一些机器人长期停留在月球上进行土壤和环境分析研究;接下来便是对月球资源的开发,在月球上制造氧气。同时计划在2015—2020年,人类再次登上月球并在那里建立第一个基地。

  北京卫星信息工程研究所研究员、科技委主任姜昌近日对记者说:“日本和欧共体加入空间大国竞争的行列,他们急起直追,不光计划发射月球探测器,而且打算在月球上建立半永久和永久的基地,就是为了要在月球上占有一席之地,在月球开发方面拥有发言权。”姜昌说,我国自1970年4月24日成功地发射了第一颗人造地球卫星以来,在运载火箭和卫星发送技术等方面有了飞速的发展。因而,我国在月球探测上是有条件的,在月球上占有一席之地,对我们炎黄子孙的未来发展,对提高中国在国际上的威望,增强民族自豪感有着极其重要的意义和作用。

  月球是离地球最近的一个星球,近地点36.33万公里,远地点40.55万公里,如此近的距离———仅是发射通信卫星的地球静止轨道的十倍左右,使它成为人类向外层空间转移的第一个目标,也是人类飞向其他星球的一个中转站和基地。月球有与地球相似的岩石和矿物,人类可以从中提取和合成人类生存所必需的氧气和水。

  能源是人类生存、发展面临的最严重的问题之一,未来解决能源不足的主要出路就是利用可控的核聚变反应得到的核能,而用氘和氦—3聚变生成的氦聚变反应是安全、干净、较易控制的核聚变。在地球上,天然气矿床中已知的氦—3资源仅够维持一个500兆瓦规模发电厂数月的用量。而太阳恩赐给月球的氦—3贮量据科学家们保守估计将有71.5万吨,我国1993年全年发电量为8200亿千瓦小时,若用氘—氦3核聚变能,则只需8吨的氦—3就够了。

  除此之外,月球上还含有极丰富的钛铁、硅、铝、钙等矿藏,钛铁矿是铁、钛的来源,是生产氧的潜在来源。而氧又可与氢合成获得水,这是人类未来在月球上赖以生存和开发培植绿色植物的根本条件。

  众所周知,30多年来我国已建成了完整的航天工程系统体系,我国已拥有7个型号的长征系列运载火箭,可用于发射各类航天器;我们已经研制和发射成功30多颗各类卫星;三个著名的发射场(酒泉、西昌、太原)都已投入使用;测控网覆盖全国,还有“远望”号跟踪测量船,已经初步建成了各类卫星地面应用系统。从技术上说,除一座34米或70米口径天线的深空测控通信站外,我国研制和发射月球卫星的条件已基本具备。

  联合国在1984年通过了一个《指导各国在月球和其他天体上活动的协定》,简称“月球条约”。当前,开发和利用月球日益受到空间国家的重视,月球是继地球南极争夺之后的又一个争夺热点,随着科技的进步,月球的战略意义、政治意义、经济意义及科学意义远在南极之上。在这种情况下,如何保证履行《月球条约》规定的义务、权利及有关月球开发利用的权益分享等问题也引起了包括“非月球国家”在内的联合国成员国的重视。这些问题已列入联合国外空委员会的议题。我国是外空委的成员国,如果我国开展了月球探测活动,并多少取得一定的成果,那么在国际论坛上讨论如何履行《月球条约》以及分享月球开发权益等问题时就具有更大的发言权,能有效地维护我国的权益。

  人类超越地球,到太空中去,到别的星球去考察、去定居,这已不再是神话和科学幻想,而是即将开始的行动。中国人口最多,平均占有可耕地面积最少,自然资源并不丰富。让我们行动起来,去开拓天疆,和平利用外层空间。

 21世纪可能在月球上开展光学天文学和射电天文学研究,并可能用月球上的材料在空间制造产品。前景的一个质团驱动装置正在将一些棒球大小的月球材料推往太空。

载人航天连续报道

21世纪载人航天活动展望(3)

  3 对太阳系的开发和利用

  21世纪载人航天活动的最大项目是对太阳系的开发和利用,具体地说就是要重返月球, 在月球上建立载人基地;进行壮观的载人火星飞行,并在火星上建立载人基地;开发和利用 太阳系的小行星和外层行星的卫星。

  3.1 月球的开发和利用

  1989年美国总统布什提出要在21世纪的前10年重返月球。1996年日本也提出要在未来30年内 建设小型月球基地的计划。科学家们估计,人类在月球上建立第1个永久性载人基地的时间 最早是在2009年,最晚是在2020年。

  1993年国际航天科学院月球开发小组委员会列出月球开发计划的10个目的:

  (1) 在月球上建设1个特殊环境的科学实验室;

  (2) 更好地研究月球及其资源;

  (3) 在月球上开发和生产空间产品;

  (4) 建立第1个地外人类殖民地;

  (5) 利用空间能源供应地球;

  (6) 发展先进的空间技术;

  (7) 表明人类的进化发展已超出地球范围;

(8) 将人类的文明推向宇宙;

(9) 遇到全球性的灾难时可作为避难所;

  (10) 必要时可作为高危险性废料的存放地。

  从1959年以来,美国和苏联用无人探测器对月球进行过50多次的探测。1969年~1972年间, 美 国进行了阿波罗登月计划,先后有6批航天员登上月球。他们在月球上采集样品,对月球进 行了科学考察。1994年美国克莱门汀-1月球探测器发现月球上有水冰的存在,1997年美国" 月球勘探者"探测器进一步证实月球南北两极有大量水冰。水冰的存在为月球上建立载人基 地提供了有利的条件,从而大大激发起世界各国对月球开发和利用的兴趣。

  根据目前的估计,月球上水的总量约为100亿吨(合10 km3)。水除了可供月球基地使用外 ,还可电解成氢和氧作为火箭推进剂。在地球与月球之间的航天运输途中,给运输系统补充 推进剂,这将给月球的开发带来巨大的经济效益。而且除水冰以外,月球上还有丰富的氙和 氦-3。氙可作为电推进装置的原料,氦-3则是核聚变反应的理想燃料,因为它既便宜又无放射性。

科学家们对月球的开发和利用提出了各种各样的想法和建议,最典型的是将整个开发利用过 程分为5个阶段:临时性月球站、永久性月球站、月球基地、月球工厂和载人航天

  俄罗斯计划研制新的空间站系统面临着新的机遇和挑战,俄罗斯工业界正分别计划为国际空间站研制新的系统。

  赫鲁尼切夫机械制造厂正致力于研制一种新型的功能货舱,使其能够对空 间站进行再供给,或组成新太空舱的基础,这一工作已开展数年。由俄罗斯人研制的12.5 m长、21 t重的曙光号功能货舱作为空间站的第1部分已于1998年11月发射。

  另1个被称为JIG舱的计划来自于能源公司和中央机械制造科学研究所。这一计划仍 处在初始的概念设计阶段。JIG舱将是一个多用途设备舱,可用来在空间站上装配、发射、 维修和回收小型的航天器。它也可以支持航天员进行舱外活动。

  第51届国际宇航联大会对这些计划进行了详细的讨论,并希望以市场运作的商业

  月球殖民区。

  (1) 临时性月球站。它可容纳12名乘员,研究、设计和建造时间为10年,使用寿命15年。它 用可多次使用的单级航天运输系统为其提供后勤保障。月球渡船也是可多次使用的,并用 液氧和氢作燃料,亦可在月球上重新加注。月球产氧量为每年100 t。

  (2) 永久性月球站。它可容纳24名乘员,研究、设计和建造时间为10年,使用寿命50年。它 也是用可多次使用的单级航天运输系统提供后勤保障。月球产氧量大为增多,可满足永久性 月球站的全部需要。

  (3) 月球基地。它能容纳120名乘员,研究、设计和建造时间为10年,使用寿命50年。其用 可多次使用的重型航天运输系统负责地球到月球轨道的运输,月球轨道到月面的运输使用月 球客车(Lunar bus)。它在月球上可以使用月球生产的氧作为补充燃料。

  (4) 月球工厂。它能容纳250人,使用寿命30年。月球工厂除开采月球矿物以外,还要负责 生产一些重型设备。这些设备除供应月球殖民区的建设外,还供应太阳系其他行星和天体的 开发之用。

  (5) 月球殖民区。其上的人口将从50人增加到2 000人,使用寿命约为90年,其中10年~15年 为建设期,50年为发展期,25年为巩固期。其后勤供应的方式与永久性月球站相似。

  月球开发和利用的主要技术障碍是航天运输问题。使用目前的航天飞机,从地面发射到低轨 道的费用是10 000 /kg。如果有人想到月球去旅行,仅航天运输费就需要300万美元。美 国正在发展完全重复使用的航天运输系统,即一种单级入轨的航天器,以便在10年~15年内 取代现在的航天飞机,并希望将航天运输费用降低到2 200 /kg。另外,从月球返回 时使用月球上生产的氧作燃料,也可大幅度降低运输费用。