【前沿科技科普】未來我國(guó)深空探測看點

4月24日是第八個“中國(guó)航天日”，在安徽合肥主場活動上發(fā)布的我國(guó)首次火星探測相關成(chéng)果受到廣泛關注。目前，我國(guó)已成(chéng)功實施嫦娥一号至嫦娥五号任務，實現探月工程“繞、落、回”戰略規劃的圓滿收官；實施首次火星探測天問一号任務，一步實現對(duì)火星的“環繞、著(zhe)陸、巡視”探測。我國(guó)在深空探測領域有哪些最新成(chéng)果？未來還(hái)將(jiāng)實施哪些重點工程？

“新華視點”記者采訪了中國(guó)工程院院士、中國(guó)探月工程總設計師吳偉仁，我國(guó)首次火星探測任務工程總設計師張榮橋，對(duì)未來我國(guó)深空探測領域的規劃和亮點進(jìn)行解析。

這(zhè)是一張拼版照片，上圖爲2022年6月14日拍攝的“超級月亮”（新華社發(fā) 胡攀學(xué)攝）；下圖爲2023年4月19日拍攝的展出中的月壤顆粒正交偏光顯微照片。新華社發(fā)

“嫦娥”探月：從月背采樣(yàng)返回到組成(chéng)月球科研站基本型

2022年9月9日，我國(guó)科學(xué)家首次發(fā)現月球上的新礦物并命名爲“嫦娥石”，我國(guó)成(chéng)爲世界上第三個發(fā)現月球上新礦物的國(guó)家。“嫦娥石”正是從嫦娥五号返回地球攜帶的1731克月球樣(yàng)品中研究得來的。

談及未來的探月計劃，吳偉仁說：“我們希望嫦娥六号從月球背面(miàn)采集更多樣(yàng)品，争取實現2000克的目标，如果采樣(yàng)成(chéng)功，將(jiāng)是人類第一次從月球背面(miàn)采樣(yàng)返回。”

未來五年，我國(guó)將(jiāng)繼續實施月球探測工程。探月工程四期目前已經(jīng)獲得國(guó)家立項批複，未來包含嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号任務。

嫦娥六号計劃于2024年前後(hòu)發(fā)射，嫦娥七号計劃于2026年前後(hòu)發(fā)射。吳偉仁介紹，嫦娥七号準備在月球南極著(zhe)陸，主要任務是開(kāi)展飛躍探測，然後(hòu)是争取能(néng)找到水。

“在月球南極有些很深的陰影坑，我們認爲很可能(néng)是有水的。”吳偉仁說，因爲終年不見陽光，那裡(lǐ)的水可能(néng)以冰的形式存在。希望嫦娥七号著(zhe)陸以後(hòu)，能(néng)夠飛躍到1至2個陰影坑裡(lǐ)現場勘查，争取找到水。

吳偉仁介紹，嫦娥八号任務目前處于方案深化論證階段，準備在2028年前後(hòu)實施發(fā)射，將(jiāng)與嫦娥七号月面(miàn)探測器組成(chéng)月球科研站基本型，將(jiāng)會(huì)有月球軌道(dào)器、著(zhe)陸器、月球車、飛躍器以及若幹科學(xué)探測儀器。一是找水，二是探測月球南極到底是什麼(me)狀态、其地形地貌、環境有何物質成(chéng)分。這(zhè)是月球科研站基本型的重要任務。

“我們還(hái)計劃以月球爲主要基地，建立集數據中繼、導航、遙感于一體的月球互聯網。”吳偉仁表示，這(zhè)些形成(chéng)一體化後(hòu)，可以對(duì)月球上的一些資源和探測器實行有效管理。

月球探測僅僅是我國(guó)深空探測計劃的第一步發(fā)展目标。吳偉仁介紹，開(kāi)展月球探測工程將(jiāng)爲我國(guó)更大範圍深空探測進(jìn)行技術上的準備與驗證。

“我們與相關國(guó)家聯合發(fā)起(qǐ)了國(guó)際月球科研站計劃，并歡迎國(guó)際夥伴參與合作。”吳偉仁說，未來，國(guó)際月球科研站或將(jiāng)作爲飛向(xiàng)太陽系或者更遠深空的深空探測中轉站。

此外，我國(guó)還(hái)將(jiāng)在探月領域深入開(kāi)展國(guó)際交流合作。嫦娥六号任務和小行星探測任務將(jiāng)提供搭載平台和載荷資源的機會(huì)，緻力于與更多國(guó)家，一同讓航天探索和航天科技成(chéng)果爲創造人類美好(hǎo)未來貢獻力量。

這(zhè)是4月24日發(fā)布的火星東西半球正射投影圖。當日，在2023年“中國(guó)航天日”主場活動啓動儀式上，國(guó)家航天局和中國(guó)科學(xué)院聯合發(fā)布了中國(guó)首次火星探測火星全球影像圖。新華社發(fā)（國(guó)家航天局供圖）

“天問”探火：持續積累一手科學(xué)探測數據

在2023年“中國(guó)航天日”主場活動啓動儀式上，國(guó)家航天局和中國(guó)科學(xué)院聯合發(fā)布中國(guó)首次火星探測火星全球影像圖，“天問”探火取得的科學(xué)成(chéng)果受到廣泛關注。

張榮橋介紹，天問一号任務環繞器中分辨率相機，于2021年11月至2022年7月曆時8個月，實施284軌次遙感成(chéng)像，對(duì)火星表面(miàn)實現了全球覆蓋。地面(miàn)應用系統對(duì)獲取的14757幅影像數據進(jìn)行處理後(hòu)得到火星全球影像圖。

“天問一号任務13台載荷累計獲取原始科學(xué)數據1800GB，形成(chéng)了标準數據産品。”張榮橋說，科學(xué)家通過(guò)對(duì)一手科學(xué)數據的研究，獲得了一批原創性科學(xué)成(chéng)果。

對(duì)著(zhe)陸區分布的凹錐、壁壘撞擊坑、溝槽等典型地貌開(kāi)展綜合研究，揭示上述地貌的形成(chéng)與水活動之間存在的重要聯系；通過(guò)火星車車轍圖像數據研究，獲得著(zhe)陸區土壤凝聚力和承載強度等力學(xué)參數，揭示著(zhe)陸區表面(miàn)物理特性……我國(guó)首次火星探測取得的一批科學(xué)成(chéng)果豐富了人類對(duì)火星演化曆史、環境變化規律、火星表面(miàn)典型地形地貌成(chéng)因和火星大氣逃逸物理過(guò)程的認知。

張榮橋透露，目前，天問一号環繞器繼續在遙感使命軌道(dào)開(kāi)展科學(xué)探測，持續積累一手科學(xué)探測數據，關于火星的三維立體影像圖正在制作，將(jiāng)會(huì)在合适時機對(duì)外發(fā)布。

行星探測：各項規劃穩步推進(jìn) 將(jiāng)揭示更多星空的奧秘

“天問一号正在邁上新的征程，小行星探測也在有序推進(jìn)。”張榮橋說，天問二号在各方的共同努力之下，目前已經(jīng)基本完成(chéng)初樣(yàng)研制階段的工作，預計于2025年前後(hòu)發(fā)射，將(jiāng)對(duì)近地小行星2016HO3開(kāi)展伴飛探測并取樣(yàng)返回。

“因爲小行星幾乎沒(méi)有引力，探測器不能(néng)繞著(zhe)小行星飛再著(zhe)陸。”張榮橋說，探測采樣(yàng)時要慢慢追著(zhe)小行星挨上去，再在它上面(miàn)采樣(yàng)，帶小行星樣(yàng)品回到地球，這(zhè)樣(yàng)就能(néng)知道(dào)小行星是由什麼(me)組成(chéng)的。

此外，我國(guó)正在制定發(fā)展規劃，準備開(kāi)展小行星防禦任務，對(duì)小行星進(jìn)行探測、預警。吳偉仁介紹，如果預測小行星軌道(dào)出了問題，將(jiāng)會(huì)進(jìn)行在軌處置，最後(hòu)再進(jìn)行救援，總結爲“探測、預警、處置、救援”八字方針。

“未來，我國(guó)還(hái)準備開(kāi)展木星系及天王星等行星際探測，太陽以及太陽系邊際探測。”吳偉仁表示，希望能(néng)夠發(fā)射我們自己的探測器，走到太陽系邊緣地區，看看太陽系邊緣地區太陽風和宇宙風交彙的地方是什麼(me)樣(yàng)。

要實現火星采樣(yàng)，把人送上月球、送上火星，都(dōu)離不開(kāi)運載火箭。吳偉仁表示，運載火箭在整個深空探測任務中的作用很大，長(cháng)征五号是目前我國(guó)最大推力的運載火箭，現在研究的重型運載火箭推力能(néng)夠達到4000噸，是長(cháng)征五号推力的約4倍，已列入我國(guó)深空探測日程表。（記者宋晨、胡喆、徐海濤、吳慧珺）