太空探索： 中国人的脚步将迈得更大更远

    如果我们在月球南极建设一个科研站，可以长时间对地球进行大动态、全方位、稳定的观察，也可以在月球上开采矿物。此外还可以借助月球做跳板，前往更远的深空。

    吴伟仁 全国政协常委、中国探月工程总设计师

    今年除夕，来自中国航天科技集团五院的4位航天总师登上了春晚舞台。在特别节目《向祖国报告》中，全国政协委员、嫦娥五号探测器系统总指挥兼总设计师杨孟飞郑重地说：“未来中国人必将探索更远的太空！”

    探索太空，是航天人不断追逐的梦想。在刚刚过去的“十三五”，中国在太空探索领域取得了举世瞩目的成就。面向“十四五”，中国人探索太空的脚步，将迈向何方？

    探月下一步是建立月球基地

    2019年1月3日，嫦娥四号探测器在月背着陆，随后其携带的“玉兔二号”月球车开始工作。此次任务实现了人类探测器首次在月背软着陆和巡视探测。

    嫦娥四号任务在月背迈出的一小步，是人类历史上的一大步。当时曾有美国国家航空航天局（NASA）专家感叹：“我们再也不能说中国人只会跟着干了。”

    “中国探月工程起步较晚、起点很高。”全国政协常委、中国探月工程总设计师吴伟仁表示，我国并未在国际同一水平进行简单重复，而是通过自己的独特方案实现月球探测。

    2020年12月17日，嫦娥五号成功带回月球样品，为我国探月工程“绕、落、回”三步走发展规划画上句号。国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华表示，此次任务的成功实施标志着我国具备了地月往返能力，是中国航天事业发展中的里程碑。

    上述两次探月任务为中国探月工程的后续发展铺筑了道路。未来几年，国际上将开展多项落月探测计划，月球南极成为热点目标。

    全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩说，俄罗斯计划于今年10月发射“月球25”探测器降落于月球南极附近，测试新的着陆技术，研究月壤和月球外逸层，并寻找水的痕迹。印度也计划发射包括着陆器和月球车的“月船3号”，在月球南极实现软着陆。

    庞之浩介绍，月球两极存在两种特殊区域：一是永久光照区，可以获得持续稳定的太阳能；二是永久阴影区，已有研究发现，这里可能存在大量水冰。因此月球两极是人类建设月球基地的理想场所。

    我国探月四期工程或将继续探索月球南极。吴艳华曾介绍，嫦娥六号任务正在论证月球极区采样返回的相关工作。据中法两国2019年签署的月球探索计划意向书，我国或将于2023—2024年实施嫦娥六号任务。吴艳华也表示，如果“鹊桥”中继星在轨工作状态良好，也可能让嫦娥六号到月背取样，这对世界科研更有意义。

    人类探月的下一步目标是建设月球基地，在月球驻扎。

    庞之浩介绍，由NASA主导的“阿耳忒弥斯”计划，将于今年11月把一艘不载人的猎户座太空舱送往月球。该任务还计划2024年将宇航员送往月球，并建立常态化驻留机制，为将来载人探火铺路。

    吴艳华表示，探月四期工程规划中还有嫦娥七号和八号任务。我国准备以此为契机，与有关国家、国际组织共同论证初步建设月球科研站的基本能力，或验证核心技术。

    吴伟仁说，在月球南极南纬89度，可能存在连续180多天的光照。“如果在月球南极建设一个科研站，可以长时间对地球进行大动态、全方位、稳定的观察，也可以在月球上开采矿物。此外还可以借助月球做跳板，前往更远的深空。”他说。

    对于中国载人登月规划，吴艳华说，嫦娥五号任务中开展的月面起飞、轨道交会对接、再入返回等，都是未来载人登月返回的必要技术。这些技术验证也是为未来载人登月打基础。我国近地轨道的空间站建成后，将规划论证是否实施载人登月计划。

    星际探测瞄准“勘、建、用”

    如果说月球是“深空门户”，那么当人类探测器飞越月球，脱离地球引力场后，则真正进入了深空。

    2020年7月23日，“天问一号”火星探测器发射升空，中国深空探测开始了新的征程。

    目前“天问一号”正在火星轨道上进行环绕探测。该探测器将于今年的5—6月择机着陆火星，开展后续巡视探测。

    “‘天问一号’任务起步晚，但起点高、效率高、挑战大、创新强，将实现对火星的‘绕、着、巡’探测，三步并作一步走。这将再创人类深空探测的先河。”全国政协委员、中国航天科技集团科技委主任包为民说。

    “天问一号”的火星之旅并不孤独，还有2颗探测器与它“同行”。

    2021年2月9日，阿联酋首个火星探测器“希望号”抵达火星。庞之浩介绍，“希望号”不会在火星表面着陆，而是在距火星表面2万至4万公里高度的轨道上环绕运行，工作至少2年，有望成为人类第一颗“火星气象卫星”。2021年2月19日，NASA发射的“毅力”号火星车到达火星，将探索火星上古生命迹象、火星地质与气候特征，还将采集火星表面的岩层土壤样本。

    我国也已规划了火星采样返回任务。吴艳华此前透露，我国第二颗火星探测器将采集样本返回地球，以便科学家研究火星结构、成分和环境。

    除火星探测外，未来各国还将开展以太阳、金星、木星、小行星等为目标的深空探测活动。我国也计划在2030年前实施小行星及木星探测任务。吴艳华表示，目前任务规划已基本明晰，有待国家审批。

    记者了解到，我国小行星探测任务拟通过一次发射，实现1颗近地小行星取样返回和1颗主带彗星绕飞探测。探测器对近地小行星开展绕飞探测，择机附着小行星表面、采集小行星样品，返回地球附近释放返回舱，将样品送回地球；再经地球、火星借力飞行到达小行星带，对彗星开展绕飞探测。整个任务或将历时约10年，目标主要包括揭示太阳系典型小天体的特征和演化机理、探索太阳系形成早期的物质和生命信息、认知太阳风与小天体的相互作用过程等。

    对于未来的星际探测，吴艳华认为主要是“勘、建、用”。“勘”即勘察月球和其他星球的环境，包括空间环境、地质环境及人类关注的各种辐射等，这是探索的最主要目的。“建”是建设，建成一定的空间基础设施。像嫦娥四号任务中的“鹊桥”卫星，就能提供持续不断的月地测控通信能力。还包括长期供水供电的能力等。“用”是利用，主要探索地外资源能不能供人类开发和利用。“我想世界各国应该是围绕这个目的开展星际探测活动。”他说。

    空间站运营面临商业化问题

    除了将各类探测器发上天，人类更希望亲自去太空探索。目前，中国载人航天工程已全面转入空间站在轨建造任务阶段。建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题，是我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步任务目标。

    2020年5月，长征五号B运载火箭首飞任务成功，空间站阶段飞行任务首战告捷。2021年至2022年，中国载人航天工程将迎来繁忙的建设工作。

    中国载人航天工程办公室3月4日发布消息称，目前空间站天和核心舱和承担发射任务的长征五号B遥二运载火箭已运抵文昌航天发射场，计划今年上半年发射。执行空间站建造阶段4次载人飞行的航天员乘组已选定。今年我国将陆续实施空间站核心舱发射、货运补给、载人飞行等多次任务。根据任务安排，我国将于2022年前后完成空间站在轨建造，建成在轨稳定运行的国家太空实验室。

    航天技术专家黄志澄说，未来10—20年，我国空间站的发展运营将面临商业化问题。

    近年，国际空间站的经营模式出现转变。NASA于2020年11月宣布，国际空间站计划摆脱以政府主导的运营方式，逐渐向民间开放摄影地、旅游产品等项目。此前，NASA还与美国太空探索技术公司签订了太空运输的商业合作协议。

    对于空间站的商业化运营，黄志澄认为太空旅游是比较现实的方向之一。近日，由NASA资深人士组成的轨道组装公司宣称要在近地轨道上建造“太空旅馆”，提供人造重力环境。此外，英、美等国也有公司计划在未来几年内推出亚轨道太空旅游项目。

    历史上，国际空间站也曾接待过数名太空游客。2009年后，私人进入太空的窗口一度关闭，但今年1月美国民营航天公司“公理空间”公布，3名富豪将于2022年启程前往国际空间站，进行为期10天的旅游。

    黄志澄表示，中国空间站运营进入正常化以后，可以逐渐向个人开放。“太空产业真正要发展，一定要是所谓‘B2C’，即公共场景向个人开放。随着技术成熟、成本降低，太空旅游会迎来爆发。身体健康的普通人经过简单的培训，去太空生活几天我觉得没问题。”他说。

    在长征五号B运载火箭首飞运送的我国新一代载人飞船试验船上，搭载了我国自主研制的复合材料空间3D打印机。飞行期间，该设备完成了我国首次太空3D打印试验，同时也是全球首次实现连续碳纤维增强复合材料的太空3D打印。

    黄志澄说，太空制造是空间站商业化运营的另一方向，太空中的微重力环境，会为3D打印提供很好的空间条件。