新華社記者 才揚 攝

新華社北京11月21日電 綜述:深空探測,世界各國放眼“星辰大海”

新華社記者

從美國“旅行者1號”飛船進入星際空間,到歐洲“羅塞塔”探測器登臨彗星;從印度“曼加里安”飛船進入火星軌道,到中國“嫦娥四號”計劃世界首次月球背面著陸巡視探測……近年來,航天大國和新興國家放眼“星辰大海”,制定多樣的深空探測計劃。

專家認為,深空探測已成為新世紀航天探索的熱門領域,并呈現出探測目標多元化、探測形式多樣化及國際合作更加廣泛的特點。在這一領域,中國雖然是后來者,但有望取得領先。

“星辰大海”吸引眾多國家

一般認為,距地球38萬公里的月球及更遠的太空屬于“深空”范疇。目前的探測活動通過三種途徑進行:借助地面和太空軌道上的觀測設備觀測深空天體,以無人探測飛船、登陸器等抵近考察,以及宇航員登陸天體。

從全球深空探測的現狀看,月球和火星是世界各國首要的探測目標,依靠無人飛船、著陸車等裝置獲取月球和火星表面的氣候和地質資料,為本世紀30年代至50年代間宇航員登陸火星計劃做好準備。

其中,美國和歐洲非常注重在火星探測領域的持續投入,并將載人火星探測作為深空探索的長遠目標。美國計劃在2030年左右將宇航員送上火星;蘇聯解體后,力求復興的俄羅斯再次發起火星探測項目,遠期目標也是宇航員登陸;歐盟在“火星快車”探測飛船釋放著陸器失敗后,今年3月又發射了探測火星大氣環境的“痕量氣體軌道探測器”(TGO),并且再次嘗試釋放著陸器。

另一個探測熱點是水星、金星、木星、天王星和海王星等太陽系其他行星,以及柯伊伯帶小行星等太陽系的更遠地帶,由此獲得的信息可以解開太陽系及其各行星誕生之謎。

21世紀,參與深空探測的國家不斷增多,國際合作也將更加廣泛。

例如,歐盟和日本、印度等深空探索的后起國家,更多地通過國際合作彌補自己的技術短板。比如,歐盟和日本將合作探測水星,印度的月球和火星探測器大量使用了歐洲和俄羅斯的技術。

今年3月,歐洲航天局與俄羅斯多家航天機構聯合研制的火星“痕量氣體軌道探測器”升空,為“火星太空生物”(ExoMars)項目正式拉開帷幕。俄歐科學家將通過這一項目共同分析火星大氣成分,尋找火星是否存在生命的證據。歐航局還與日本合作“科倫布”水星探測項目,計劃2018年發射水星探測飛船。

深空探測尤其是發射探測飛船和登陸車等,投資需求大、技術要求高、失敗風險也大,如果考慮載人登陸,難度更是直線上升,但世界各國仍先后投入。究其根源,中國空間技術研究院研究員龐之浩說,深空探索需要多領域、多學科的技術支持,一個探測計劃的成功可以全面提高對太陽系的科學認知和航天技術水平,由此帶來的技術進步還可以擴散到眾多領域。

中國有望“后發先至”

在這場深空探索競賽中,世界各國都處在什么樣的位置?

美國無疑仍處于世界領先地位,各型探測飛船基本上覆蓋了太陽系內所有行星。尤其在火星探測領域,全球參加過火星任務的探測飛船中一半是美國的,火星表面的火星車全部屬于美國。美國參與深空探測的不僅有航天局下屬眾多實驗室,還有麻省理工學院、加州理工學院等頂尖大學。

目前,美國的重點目標就是總統奧巴馬提出的2030年前后載人登陸火星。而美國新當選總統特朗普也已表示,他執政后將為深空探測計劃爭取更多資金,美國航天局也應當將重心放在深空探測上。

俄羅斯繼承了蘇聯大部分“航天遺產”,但由于蘇聯時代航天器總體設計、星載設備等研發生產安排在烏克蘭等原因,俄羅斯深空探測實力近年來弱化。專家預測,未來俄羅斯的深空探測會更多依靠與歐盟、中國等的合作。

歐洲各國在深空探測領域則是各有所長,如法國的運載火箭、意大利和德國的無人探測飛船和英國的空間推進技術等。歐洲通過緊密內部合作以及與美、俄等國的廣泛外部合作,成為深空探測的后起之秀。歐洲航天局2003年成功發射“火星快車”探測飛船,2005年成功發射了“金星快車”飛船,“羅塞塔”彗星探測器今年也圓滿完成探索使命。

日本的深空探測與歐航局幾乎同時在上世紀80年代起步,其重點在于太陽和彗星、小行星。2003年,日本成功發射“隼鳥”小行星探測器,2006年發射成功“日之出”太陽探測器,2007年發射成功“輝夜姬”月球探測器。

印度在深空探測領域“一鳴驚人”。2014年,印度“曼加里安”探測飛船成功進入火星軌道,成為第一個探索火星的亞洲國家,也是唯一一個首探火星即獲成功的國家。印度在每年航天預算僅七八億美元的條件下確保月球和火星兩個重點深空項目成功,其中“曼加里安”的成本僅為7000多萬美元,令人矚目。

中國是近年來深空探測領域的“新星”,其中探月是近期主要任務,火星探測計劃在2020年之后。中國科學家還提出了多項空間探測計劃。如“小行星探測”計劃,以伴飛、附著、取樣返回等探測方式,對近地目標小行星進行整體性探測和局部區域的就位分析。還有“木星系統探測”計劃等。

長期關注中國航天發展、并且在美國國內多次呼吁中美航天合作的美國海軍軍事學院太空政策系教授瓊·約翰遜-弗雷澤認為,中國深空探測雖然“后發”,但和美國比也有獨特優勢。她說,西方國家的航天計劃受政府更迭、經濟因素等影響較大,而中國的計劃更專注于長期目標,政府支持更具穩定性,只要持續發展,有望取得出色成績。