中國驕傲丨“嫦娥”探月、“天問”落火、“羲和”逐日……中國航天讓神話照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

【導(dǎo)語】“嫦娥”探月、“天問”落火、“羲和”逐日……近年來，中國航天事業(yè)加速推進(jìn)，向著月球、火星、太陽等星球不斷進(jìn)發(fā)，巡天探宇叩問蒼穹的腳步未曾停歇，將遠(yuǎn)古神話夢想一個(gè)個(gè)變成現(xiàn)實(shí)，更把中國式的浪漫“寫入”太空。

“嫦娥”探月：2030年前后建成月球科研站基本型

月球是距離地球最近的自然天體，探測月球是人類走出地球、探索宇宙的第一站。時(shí)至今日，世界上已有六個(gè)發(fā)射月球探測器的國家。探測器們忠實(shí)地拍攝著這顆遍布隕石坑的星體，帶回了來自天外的巖石和土壤標(biāo)本。

2022年中秋節(jié)前夕，中國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)月球上的新礦物并命名為“嫦娥石”，這是人類在月球上發(fā)現(xiàn)的第六種新礦物，中國也成為世界上第三個(gè)在月球發(fā)現(xiàn)新礦物的國家。這樣的重大成果正是從“嫦娥五號”返回地球攜帶的1731克月球樣品中研究得來的。

“嫦娥石”真實(shí)顆粒CT掃描三維形態(tài)圖（2022年9月）。新華社發(fā)（中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院供圖）

回望“嫦娥”探月之路：2004年，中國月球探測工程正式立項(xiàng)，以“嫦娥奔月”的神話命名其為“嫦娥工程”；2007年，“嫦娥一號”順利進(jìn)入月球軌道并傳回月球三維影像；2010年，“嫦娥二號”實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)時(shí)發(fā)射、準(zhǔn)確入軌、直接地月轉(zhuǎn)移、成功環(huán)月；2013年，“嫦娥三號”首次實(shí)現(xiàn)了我國航天器在地外天體軟著陸和巡視勘察；2019年，“嫦娥四號”在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)了航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察，首次實(shí)現(xiàn)了月球背面同地球的中繼通信；2020年，“嫦娥五號”首次實(shí)現(xiàn)我國地外天體采樣返回。

未來五年，我國將繼續(xù)實(shí)施月球探測工程。據(jù)了解，未來中國月球探測規(guī)劃的任務(wù)包括探月工程四期、國際月球科研站建設(shè)、鵲橋通導(dǎo)遙(通信、導(dǎo)航、遙感)星座系統(tǒng)等。中國探月工程目前已完成一到三期，探月工程四期經(jīng)過多年論證，已于2021年底正式通過立項(xiàng)審批，進(jìn)入全面實(shí)施階段。

2020年12月4日，國家航天局公布了探月工程“嫦娥五號”探測器在月球表面國旗展示的照片。（圖源：國家航天局）

其中，“嫦娥六號”探測器計(jì)劃于2024年前后發(fā)射，我國有望實(shí)現(xiàn)世界首次從月球背面采樣返回?！版隙鹌咛枴庇?jì)劃2026年前后發(fā)射，將在月球南極開展環(huán)境探測和資源利用，其中一個(gè)重點(diǎn)目標(biāo)是要尋找水冰等物質(zhì)?！版隙鸢颂枴庇?jì)劃2028年前后發(fā)射，將重點(diǎn)開展月球科研站的月面指揮通訊中樞技術(shù)驗(yàn)證、遠(yuǎn)程機(jī)器人探測和資源原位利用?！版隙鹌咛?、八號”與“鵲橋二號”將構(gòu)建月球科研站基本型。

“我國正在聯(lián)合多國論證，將共同構(gòu)建國際月球科研站?！敝袊羁仗綔y重大專項(xiàng)總設(shè)計(jì)師吳艷華介紹，目前初步規(guī)劃目標(biāo)是2030年前后建成月球科研站基本型，2040年前后建成完善型。此后，我國將與各國共同開展運(yùn)行維護(hù)以及科學(xué)應(yīng)用。

“天問”落火：2030年前后實(shí)施火星取樣返回

今年5月是“天問一號”成功落“火”兩周年。2021年5月15日，中國首次自主火星探測任務(wù)“天問一號”著陸巡視器攜帶以火神的名字命名的“祝融號”火星車，經(jīng)歷202天的深空飛行，成功降落于火星烏托邦平原南部，實(shí)現(xiàn)中國航天從地月系到行星際探測的跨越，中國成為第二個(gè)成功著陸火星的國家。

“天問一號”著陸火星首批科學(xué)影像圖公布，由“祝融號”火星車拍攝的“著巡合影”圖。（圖源：國家航天局）

在2023年“中國航天日”主場活動(dòng)啟動(dòng)儀式上，國家航天局和中國科學(xué)院聯(lián)合發(fā)布中國首次火星探測成果——76米空間分辨率的火星全球彩色影像圖，“天問”落火取得的科學(xué)成果受到廣泛關(guān)注。

本次發(fā)布的影像圖包括火星東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖和墨卡托投影加方位投影圖。密布的撞擊坑、狹長的裂谷、極區(qū)的白色“冰”原……從影像圖上，可以清晰地看到火星地形地貌，將為開展火星探測工程和火星科學(xué)研究提供質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。

除此之外，“天問一號”任務(wù)攜帶的13臺載荷累計(jì)獲取原始科學(xué)數(shù)據(jù)1800GB，形成了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品?？茖W(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過對一手科學(xué)數(shù)據(jù)的研究，取得了一批原創(chuàng)性科學(xué)成果。

比如，對著陸區(qū)分布的凹錐、壁壘撞擊坑、溝槽等典型地貌開展綜合研究，揭示上述地貌的形成與水活動(dòng)之間存在的重要聯(lián)系;通過火星車車轍圖像數(shù)據(jù)研究，獲得著陸區(qū)土壤凝聚力和承載強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù)，揭示著陸區(qū)表面物理特性……

“天問一號”環(huán)繞器與火星合影（圖源：國家航天局）

據(jù)中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋介紹，“天問二號”目前已經(jīng)基本完成初樣研制階段的工作，2023年度中期將轉(zhuǎn)入正樣研制階段，將于2025年5月前后實(shí)施發(fā)射?！疤靻柖枴比蝿?wù)的探測對象是國際公認(rèn)的有其特殊性的天體，即近地小行星2016HO3。“天問二號”任務(wù)將實(shí)現(xiàn)對該小行星的采樣返回，這將是中國首次從行星際取回樣品。

此外，中國還規(guī)劃了“天問三號”和“天問四號”任務(wù)。中國行星探測工程“天問三號”任務(wù)總設(shè)計(jì)師劉繼忠表示，中國計(jì)劃在2030年前后實(shí)現(xiàn)火星取樣返回，突破火星表面取樣封裝、起飛上升、軌道交會(huì)、樣品轉(zhuǎn)移、行星保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)，通過對火星樣品研究，探尋火星生命痕跡，揭示類地行星宜居性演化歷史。

“羲和”逐日：太陽探測“三步走”穩(wěn)步推進(jìn)

2021年10月14日18時(shí)51分，搭載著中國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號”的長征二號丁火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。（圖源：人民日報(bào)）

“效法羲和馭天馬，志在長空牧群星”，作為我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，“羲和號”取名自中國上古神話中的太陽女神與制定時(shí)歷的女神羲和。從2019年6月正式立項(xiàng)，到2021年10月發(fā)射升空，“羲和號”僅僅用了兩年就完成了研制攻關(guān)，不僅開啟了中國的空間“探日時(shí)代”，也讓中國人探索宇宙的腳步越走越遠(yuǎn)。

在太陽科學(xué)探測領(lǐng)域，“羲和號”實(shí)現(xiàn)了國際首次空間太陽Hα波段光譜掃描成像，首次在軌獲取太陽Hα譜線、SiΙ譜線和FeΙ譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)。這些數(shù)據(jù)有助于科學(xué)家更加深入地研究太陽大氣結(jié)構(gòu)，了解太陽爆發(fā)活動(dòng)的觸發(fā)原因和傳播過程，從而更好開展空間天氣預(yù)報(bào)，保障人類生命安全。

在新型衛(wèi)星技術(shù)試驗(yàn)領(lǐng)域，“羲和號”首次實(shí)現(xiàn)超高指向精度、超高穩(wěn)定度的“雙超”衛(wèi)星平臺技術(shù)在軌驗(yàn)證及應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)國際首臺太陽空間Hα成像光譜儀在軌應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)國際首臺原子鑒頻太陽測速導(dǎo)航儀在軌驗(yàn)證。

如果說“羲和號”是我國探日工程的“探路者”，那么“夸父一號”就是觀察太陽的“多面手”。2022年10月9日，中國成功將首顆綜合性太陽探測衛(wèi)星“夸父一號”發(fā)射升空，以“一磁兩暴”為科學(xué)目標(biāo)開展觀測?！翱涓敢惶枴比Q為先進(jìn)天基太陽天文臺，在中科院國家空間科學(xué)中心向全國征名時(shí)，其中三分之一都建議是“夸父”，可見中國人對“夸父逐日”神話的喜愛。

“夸父一號”載荷太陽硬X射線成像儀（HXI）高質(zhì)量觀測到豐富多彩的太陽耀斑硬X射線結(jié)構(gòu)（等值線）。（圖源：中國科學(xué)院紫金山天文臺）

“夸父一號”剛一亮相太空就實(shí)現(xiàn)了三個(gè)“國際首次”：國際上首次以“一磁兩暴”作為科學(xué)目標(biāo)并且配置相應(yīng)載荷組合的衛(wèi)星；國際上首次在一顆近地衛(wèi)星平臺上，對全日面矢量磁場、太陽耀斑非熱輻射成像、日冕物質(zhì)拋射的日面形成和近日冕傳播同時(shí)進(jìn)行觀測；國際上首次在萊曼阿爾法譜線波段實(shí)現(xiàn)全日面和近日冕無縫同時(shí)成像觀測。

在國際太陽探測的熱潮中，中國相關(guān)科研工作也將更上一層樓。目前，中國太陽物理學(xué)界與相關(guān)工程部門正在開展未來太陽空間物理的發(fā)展規(guī)劃論證，擬分步實(shí)施太陽極軌探測、太陽黃道面探測(環(huán)日探測，格拉朗日L5/L4點(diǎn))、太陽抵近探測“三步走”計(jì)劃，將從不同視角和距離觀測太陽，以解決諸如太陽磁場產(chǎn)生和演化及其與太陽活動(dòng)的關(guān)系、太陽爆發(fā)的物理機(jī)制及其對空間天氣的影響這類重大科學(xué)和應(yīng)用問題。

“仰觀宇宙之大，俯察品類之盛”，深邃寥廓的宇宙探索永無止境。從“嫦娥”探月到“天問”落火，再到“羲和”“夸父”雙星逐日，中國航天人不斷觸摸更高更遠(yuǎn)的太空。展望未來，中國航天開啟全面建設(shè)航天強(qiáng)國新征程，必將在太空中書寫更多新傳奇，實(shí)現(xiàn)更加恢弘壯麗的航天夢。

(資料來源：新華網(wǎng)、中新網(wǎng)、央視新聞、人民日報(bào)、科技日報(bào))