2030年前实现载人登陆月球,为实现这一目标,我国科研人员正在研制新火箭、新飞船、新的载人月球车等一系列新装备。这些新装备各自承担什么任务、有哪些本领,未来载人登月的方案流程是怎样的?我们一起了解一下。
目前各项研制工作正在有序快速推进过程中,芯级直径5米,捆绑的是5米直径的助推器。所以它未来的奔月轨道的运载能力是27吨,比长征五号还要提高3倍多。
新一代载人飞船是在神舟飞船基础上全面升级研制的新型天地往返运输飞行器,采用模块化设计,由返回舱和服务舱组成。到达月球后,将由月面着陆器将航天员送达月面。
月面着陆器是我国全新研制的地外天体载人下降与上升飞行器,由登月舱和推进舱组成。大多数都用在环月轨道和月球表面间的航天员运输,可搭载2名航天员往返,并可携带月球车和科学载荷。
月面着陆器到达月面后,航天员将乘坐月球车,在月面开展工作。载人月球车重约200公斤,可搭乘两名航天员,航天员将乘着月球车在10公里的范围以内开展月球采样。
目前,我国载人登月的初步方案是:首先发射月面着陆器,月面着陆器在环月轨道停泊等待,然后再发射新一代载人飞船,飞船与着陆器在环月轨道交会对接。航天员从飞船进入着陆器。
着陆器与飞船分离后下降到月面,航天员开展月面活动。之后,航天员乘坐着陆器起飞上升与飞船对接,航天员进入飞船。飞船与着陆器登月舱分离后,返回地球。
为了捕捉到这些珍贵而又微弱的信号,研发团队用上了一个亚洲最大的天线。这个天线可不是一根线,而是一口大锅。
中国科学院国家天文台工程师 薛喜平:我们现在在天线的馈源舱,锥状的叫馈源喇叭,然后信号进到制冷接收机。为了更好的提高天线的接收灵敏度,它里边充的是氮气,温度只有零下265摄氏度,降低我们天线设备自身产生的噪声干扰。然后通过这一些电缆传给底下机房。
中国科学院国家天文台工程师 薛喜平:这个是用来做信号判断的,凸起的地方就是信号所在的地方。整个工作流程都是全自动化运行的,天线通过你自己的时间节点去控制各个设备,达到它正常的工作状态。
这张照片是玉兔二号月球车在月球背面工作的第59个月昼拍摄的,这些陨石坑是科学家最喜欢的月球地貌之一,陨石坑还可以挖掘出月球深部物质。从照片中可以看出来,如果陨石坑边缘附近存在颗粒状的凸起石头,就说明这个陨石坑还没有被完全风化,形成的年份比较新,月球车可以去分析新鲜的岩石成分,来获得科学家感兴趣的科学数据。虽然照片看着非常清晰直观,但这些照片最初接收到的状态却是一串串数字。
这张图在细部上的呈现都非常清晰,但其实这张图只有300多兆大小,和我们现在的手机拍摄的照片相比分辨率略显不足,但是要从38万公里之外的月球来处理这样一张图片,它这样的一个过程依旧很复杂的。
嫦娥四号任务地面应用系统主任设计师 付强:我们的鹊桥二号更多的是多出一条路,对我们来说的话,有另一条路的话是更可靠一些。月面地形是相对来说还是比较复杂的,我们应该图像去规划它的移动路线。
除了得到从月球发回来的照片,在2020年,探月工程通过嫦娥五号任务,从月球取回了1731克月球样本。一些高校和科研机构申请了月壤用于科学研究,月壤申请基本上以克为单位,有时候甚至是按毫克计算。通过近3年的研究,取得了一批科研成果,揭开了更多月球的神秘面纱。让科学家心心念念的月壤,究竟长什么样,研究月壤,又是在研究什么呢?
嫦娥五号从月球表面取回的月壤样本,从表面看它是黑色的像煤渣一样的颗粒,但是如果把它放到显微镜下的时候,它就会变成五彩斑斓的颜色。
实际上这个里面玻璃含量也挺高的,玻璃也分很多种,有一种是火山玻璃,还有撞击玻璃。撞击的话就是有一个外力撞到这个月面,提供的热量足够多的话,岩石熔融甩出来的熔浆就叫撞击玻璃。因为月面是真空,火山喷发的程度会比我们地球上更剧烈,岩浆甩到空中以后,就等于一个快速淬火冷凝的过程,这种就叫火山玻璃,它反映的才是月幔深部的信息。
截至目前,科研人员通过对数十万个平均大小仅10微米的月壤颗粒开展了矿物学研究,发现了我国首个月球新矿物——嫦娥石。
嫦娥五号在月球取样的时候,使用了两种方式。一种是铲取,把表面的月壤铲到装置里面。另一种是钻取,通过钻头来取月壤深部的样本。
外界申请月壤样本的标准是很严格的,它借出去的时候是要称一遍重量,返还的时候也要称一遍重量,不光要控制它的重量,还要注明样品它可能之前做了哪些实验,我们都要分开编号。 这样大家再去申请的话,就了解这一个样品之前的实验会对它有什么影响。