2007年由中國科學家自主研制的“嫦娥1號”奔月,是繼2003年中國實現載人航天夢想后創造的又一個千年飛天神話。中華兒女用自己的勤勞和智慧寫下人類“奔月”史上嶄新的一頁。月球探測對我國航天事業發展具有里程碑意義,實現“嫦娥奔月”,圓千萬炎黃子孫幾千年的美好夙愿。
探月夢想由來已久
中國的航天“情結”由來已久:古代神話中就有《嫦娥奔月》的傳說;敦煌莫高窟壁畫中的《飛天》被稱為“最美的形象”……在《中國的航天》白皮書中這樣寫道:中國最早發明的古代火箭,便是現代火箭的雛形。
中國民間流傳的神話故事《牛朗織女》中的天河,美麗神話《嫦娥奔月》,乘龍跨鳳的蕭史、弄玉,腳踏風火輪的哪吒,不過,最精彩的當屬孫行者的筋斗云,一個筋斗十萬八千里,如此速度連當代飛行器也自愧弗如。嫦娥奔月是家喻戶曉的神話,美麗的廣寒仙子偷吃了丈夫后羿從西王母處求來的長生不老藥才飛上了月亮。廣寒宮里的神女、仙子們身姿妙曼,舉止翩翩,對這種靈丹妙藥服一顆便能輕身飛舉,得道成仙的向往是最為完美的一種飛天方式。《封神演義》中的雷震子吃下師傅給他的紅杏后脅下長出肉翅,從此他就可以上下翻騰,飛翔自若。另有一種藥效略次的便是《鏡花緣》中記錄的“躡空草”。取其籽放入掌心,一吹長一尺,再吹又長一尺,至三尺為止,人吃了可以立于空中不落。雖然不能飛,但也算升空了。
在中國古代,飛天不只是空想,還有很多偉大的實踐先驅。據《墨子·魯問》中記載,春秋時期的著名工匠魯班已能“削竹木以為鵲,成而飛之”。《后漢書·張衡傳》中說,東漢著名的科學家張衡也曾制造出了能夠飛翔的木鳥。明朝時期,一個叫萬戶的人萌發了用火箭作動力載人飛行的想法。他坐在捆綁著49支“起火”(土火箭)的椅子上,手持兩個大風箏試圖一飛升天,結果被炸得粉身碎骨,表現了驚人的勇氣和非凡的獻身精神。為了紀念這位世界上“火箭載人”飛行的先驅,世界科學家們將月球上的一座環形山以他的名字命名。
人類航天之父齊奧爾科夫斯基曾說:“人類不會永遠留在地球這個搖籃里。”中國整個探月工程分為 “繞”“落”“回”三個階段,第一期階段“繞月探測工程”,“嫦娥1號”衛星升空只是中國整個探月工程的一個序曲。
發射工作面臨考驗
目前的計劃,“嫦娥1號”從西昌衛星發射中心升空,首先將被送入一個地球同步橢圓軌道,這一軌道離地面最近距離為500千米,最遠為7萬千米。在花費16小時圍繞地球一圈后,地面將發出加速的指令。于是“嫦娥1號”將上升到周期為24小時的軌道。一天之后,回到中國上空的“嫦娥1號”再次加速,并升入周期為48小時的軌道。在兩天后,地面發出指令,衛星加速進入奔月軌道。經過5天的太空之旅,“嫦娥1號”將為月球引力所捕獲,在快要到達月球時,依靠控制火箭的反向助推減速。在被月球引力“俘獲”后,最終在離月球表面200千米高度的繞月軌道上飛行,開展拍攝三維影像等工作,并將影像傳回地面接收站,至此嫦娥奔月的整個任務就完成了。
“嫦娥1號”發射時間的選擇對于月球衛星來說是比較苛刻的,為了讓“嫦娥1號”能夠在地球、月球、太陽之間找到最佳的角度,使它比較順利地進入月球軌道,要選擇一個最為有利的發射時間。距地遠、操控難、空間環境惡劣,將是此次探月工程面臨的重大考驗。
“嫦娥1號”整個奔月所花的時間為:16小時+24小時+48小時+5天,共計8天多的時間。預計衛星奔月距離地球約38.44萬千米。而過去,中國發射的衛星距離地面一般都在3.58萬千米左右,二者幾乎相差了10倍。
探月意義深遠
月球表面的地質構造極其穩定,月球直接承受太陽的輻射,沒有大氣層對光線和電波的吸收、散射和折射等干擾,沒有塵埃污染,沒有磁場,月球的背面沒有人造光源和射電的干擾,月震很微小。同時,月球有漫長的黑夜,黑夜溫度極低。這種環境為建造高精度天文觀測臺提供了理想的場所。月球表面的引力只有地球表面的六分之一,因此,航天器從月球上起飛,可大大節省能源。月巖土壤中氧占40%,可以就地生產推進劑和作為受控生態環境和生命保障系統的氧氣來源。硅占20%,可以為航天器制作太陽電池陣,其他金屬可以為航天器制作各種部件設備。還可以用月球作中轉站,為過往的航天器檢修和補充燃料。
在中國探月計劃的三步中,有多項工作都是目前國外沒有做的。如,全地球只有15噸左右的氦-3,而月球上的氦-3大概有100萬~500萬噸,這將是人類社會長期穩定、安全、清潔、廉價的可控核聚變的能源原料。假如利用這種原料發電能夠成為現實的話,中國1年的發電量只需要氦-3約為10噸,全世界1年的用量約100多噸,可供人類上萬年的能源需求。另外,目前世界上還未探測到月球南北緯50度以上的區域,而此次將實施對這些地方的探測。
此次探月將測量月球上每一寸土壤,計算出有多少氦-3以及其他物質,提出最可信的關于氦-3的報告。由于月球上沒有可供呼吸的大氣,月球土壤中所含的礦物比如鈦鐵礦(含鈦和鐵的氧化物)就有可能為維持人類駐扎月球提供所需的氧氣。鈦鐵礦是一種潛在的氧氣和火箭燃料的來源,如果能夠探明它的儲量,人類將月球發展成自家后院的可能就更大了。