我國(guó)載人航天工程經(jīng)過(guò)30多年的不斷發(fā)展，已成功建成中國(guó)空間站，載人月球探測(cè)工程登月階段任務(wù)也已經(jīng)啟動(dòng)實(shí)施，計(jì)劃先期開(kāi)展無(wú)人登月飛行，并在2030年前實(shí)現(xiàn)中國(guó)人首次登陸月球。

上個(gè)月，中國(guó)載人航天工程辦公室發(fā)布了《關(guān)于征集載人月球探測(cè)工程月面科學(xué)載荷方案的公告》。前往月球的科學(xué)載荷主要面向哪些領(lǐng)域？方案征集后將如何評(píng)審？載荷將受到哪些環(huán)境和條件約束？圍繞這些問(wèn)題，8月15日，中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行了解讀。本次方案征集截止日期延長(zhǎng)至8月20日，期待全社會(huì)集思廣益提供更優(yōu)方案。

(資料圖)

探索月球的目的是開(kāi)發(fā)利用月球

“載人月球探測(cè)不僅是科學(xué)家、工程師的工程，也是全社會(huì)期待的大事。我們面向社會(huì)開(kāi)展月面科學(xué)載荷的方案征集，正是期待公眾集思廣益，發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)工程效益最大化的載荷?！陛d人月球探測(cè)工程科學(xué)研究與應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員張鵬說(shuō)，在前期的探月工程中，我國(guó)發(fā)射的月球探測(cè)器對(duì)月球形貌、地質(zhì)、物質(zhì)和環(huán)境開(kāi)展了全面探測(cè)，已經(jīng)取得了大量科研成果。

月球是距離地球最近的自然天體，具有獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)和位置資源。張鵬表示，目前人類(lèi)對(duì)月球的探索已從表面探測(cè)轉(zhuǎn)入深部探測(cè)，而對(duì)月球地質(zhì)與月球物理、空間生命科學(xué)、月面深部鉆探等領(lǐng)域的探測(cè)與研究，不僅能幫助我們利用月球資源，更重要的是能更好地認(rèn)識(shí)我們身處的地球。

針對(duì)本次載荷的征集，中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員、科學(xué)研究與應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師牟伶俐介紹，工程總體沒(méi)有對(duì)載荷方案做過(guò)多限制，但考慮到工程實(shí)施情況和月表實(shí)際環(huán)境，載荷設(shè)計(jì)要做到體積盡量小、質(zhì)量盡量輕、功耗盡量低。

如果載荷實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，則需要脫離著陸器，且具備能源供給、月夜保溫等能力?！拔覀冏铋L(zhǎng)可支持以年為單位的實(shí)驗(yàn)需求，如果多個(gè)載荷有共性需求，工程總體會(huì)考慮統(tǒng)籌建設(shè)共用支持平臺(tái)?！睆堸i說(shuō)。

方案征集完成后，工程總體首先對(duì)載荷科學(xué)目標(biāo)的必要性進(jìn)行考量和初選，再進(jìn)行深入論證，考慮載荷方案的合理性、可行性，并綜合考慮工程支持能力。載荷的設(shè)計(jì)方案可以根據(jù)各方需求不斷優(yōu)化。

著陸區(qū)從百余個(gè)點(diǎn)位預(yù)選出50個(gè)

此前，我國(guó)探月工程發(fā)射的嫦娥系列探測(cè)器，已經(jīng)陸續(xù)抵達(dá)了月球正面和月背的多個(gè)區(qū)域。本次征集的科學(xué)載荷，未來(lái)將在月球的哪個(gè)區(qū)域著陸？張鵬透露，目前著陸區(qū)的選址仍在迭代，前期，科研人員共提出了百余個(gè)著陸區(qū)，為了避免與已有著陸任務(wù)重復(fù)、地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型相似等情況，目前保留了50個(gè)著陸區(qū)并形成載人月球探測(cè)選址庫(kù)。

“月球可研究的區(qū)域很多，但要到一個(gè)陌生的地方探索，常要經(jīng)歷從穩(wěn)妥到挑戰(zhàn)的過(guò)程?！睆堸i說(shuō)，科學(xué)載荷著陸區(qū)將優(yōu)先考慮易到達(dá)、通訊條件好的區(qū)域，并逐漸向月背、極區(qū)等擴(kuò)展。

只有地球大氣密度十萬(wàn)分之一的高真空環(huán)境、相當(dāng)于地球重力約六分之一的低重力、平均輻射強(qiáng)度達(dá)地球200至300倍的強(qiáng)輻射、遠(yuǎn)低于地球的弱磁場(chǎng)環(huán)境……牟伶俐將月球環(huán)境特點(diǎn)總結(jié)為“一高一低、一強(qiáng)一弱”。此外，月面高達(dá)300余攝氏度的晝夜溫差、直徑小于20微米卻對(duì)航天器影響極大的月塵等不利條件，都會(huì)影響到科學(xué)載荷在月表的工作?！霸诜桨冈O(shè)計(jì)時(shí)，要從載荷的全生命周期進(jìn)行考量，技術(shù)上要具備可行性、工程上需要進(jìn)行適配?！?/p>

目前，我國(guó)已經(jīng)制定了載人月球探測(cè)科學(xué)目標(biāo)體系，其中便包括了月球資源的原位獲取和利用。張鵬介紹，相關(guān)研究工作正在積極推進(jìn)，計(jì)劃在首次登月階段，或在未來(lái)月球科考與開(kāi)發(fā)階段開(kāi)展相關(guān)技術(shù)驗(yàn)證。

月球探測(cè)將走入“人機(jī)聯(lián)合時(shí)代”

此前，中國(guó)載人航天工程辦公室還公開(kāi)征集了載人月球車(chē)的研制方案，在中國(guó)人首次登陸月球時(shí)，2名航天員將駕駛載人月球車(chē)開(kāi)展科考活動(dòng)。載人月球車(chē)將具備載人駕乘、月面移動(dòng)、定位支持、安全輔助等功能，可為航天員提供移動(dòng)、通信、探測(cè)輔助等保障。

當(dāng)前人工智能和機(jī)器人的發(fā)展，正在不斷拓展人的能力邊界。但張鵬認(rèn)為，人的精細(xì)化操作和現(xiàn)場(chǎng)決策能力，在短時(shí)間內(nèi)是難以被替代的。后續(xù)，我國(guó)將在月面建立小型的科研站，月球探測(cè)領(lǐng)域?qū)⒆呷肴藱C(jī)聯(lián)合探測(cè)的時(shí)代，人機(jī)合作、各展所長(zhǎng)完成探測(cè)任務(wù)。

隨著我國(guó)空間站的建成，大量空間科學(xué)實(shí)（試）驗(yàn)正在太空中陸續(xù)開(kāi)展，并已相繼下行了4批空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品。未來(lái)，在月球上開(kāi)展的實(shí)（試）驗(yàn)樣品也有機(jī)會(huì)重返地球?！皹悠贩祷匦枰w行器資源的支持，但飛行器資源畢竟稀缺，我們會(huì)結(jié)合樣品的需求和價(jià)值進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。”張鵬說(shuō)，期待在任務(wù)的推進(jìn)中，實(shí)現(xiàn)工程科學(xué)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的最大化，提升民眾對(duì)航天的關(guān)注和認(rèn)知，激發(fā)青少年探索太空的興趣。

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