介绍
20世纪50年代末,苏联和美国开始进行了在探月研究方面的太空竞赛。由于涉及尖端技术和国防科技,“空间竞赛”在一定意义上也是“军备竞赛”的一种体现。比起其实际意义来讲,空间技术因其在军事上的应用潜力和鼓舞人心的巨大作用而成为这场角逐中的焦点。
1957年10月4日苏联第1颗地球人造卫星史泼尼克一号标志着空间竞赛的正式开端。苏联屡屡夺得太空竞赛中的第一。美国人对此耿耿于怀,为了展现自己的实力,便把目光瞄向了月球。1961年5月25日,肯尼迪总统宣布:“在未来10年内,把一个美国人送上月球,并使他重返地面。整个国家的威望在此一举。
”这项任务就是著名的“阿波罗”载人登月探险计划。而最终阿波罗飞船于1969年成功登月,“迈出了人类的一大步”,抒写了人类在探月进程中辉煌的一页。月球成为了大国争霸的战场,巨额花费使得双方颇感吃力,并最终走向合作道路。苏联在航天领域方面取得突破虽比美国早,但后来由于资金、人才等各种因素,美国成为最终的科技领头。
一些观察家认为高昂的航天竞赛经济开销造成了苏联20世纪七八十年代的经济危机,成为苏联解体的原因之一。但是抛开军事力量和两种文明的比拼,探月终究为人类开的了新的空间视野。简单来说,美苏的探月历程可以分为探路和赛跑两个阶段。在这两段时期,两国的技术和设备都有长足的创新。
2020年11月24日4时30分,中国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,火箭飞行约2200秒后,顺利将探测器送入预定轨道,开启中国首次地外天体采样返回之旅。12月1日,嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆。
据悉,嫦娥五号任务计划实现三大工程目标:一是突破窄窗口多轨道装订发射、月面自动采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接、月球样品储存等关键技术,提升我国航天技术水平;二是实现我国首次地外天体自动采样返回,推动科技进步;三是完善探月工程体系,为我国未来开展载人登月与深空探测积累重要人才、技术和物质基础。
工程介绍
获取影像
获取月球表面三维立体影像,从而划分月球表面的基本地貌和构造单元,初步编制月球地质与构造纲要图,为后续优选软着陆区提供参考依据。世界上还没有覆盖整个月面的影像;中国如能获取全月面三维影像,对于更好地了解月球的地质构造和演化历史有着重要的意义。中国将争取比国外已有的此类图像做得更完整、更精细。
编制图象
分析月面有用元素含量和物质类型的分布特点,即对月面有用元素进行探测,初步编制各元素的月面分布图。美国已做了5种有用元素的全球性分布与含量,嫦娥1号将探测月面钛和铁等14种可能有开发利用前景的重要元素的分布特点和规律。
月壤特性
中国将首次开展月面的微波辐射探测,获取月壤厚度的全月分布特征,研究月表年龄及演化,估算月壤中氦3的分布和资源量。月球上已知矿物有100多种,其中5种是地球上所没有的。尤其是氦3。它是一种安全、高效、清洁的新型核聚变燃料,可改变人类社会的能源结构,但在地球上十分罕见。每100吨氦3原料足可以解决全球一年的电力供应,而月球上的氦3储量据估算有500万吨,可满足人类1万年以上的供电需求。每克黄金价值11美元,而每克氦3是400美元。月球潜在矿产资源和能源的开发利用前景,已成为各主要航天国家组织重返月球和开展月球探测的最主要动力。
探测环境
探测地月空间环境,将记录原始太阳风数据,研究太阳活动对地月空间环境的影响。
上述前三项工作国外还未曾进行过,第四项为中国首次在地球静止轨道以外获取空间环境数据。
简史
1947年3月12日,美国提出“杜鲁门主义”,是美国方面对苏联控制地区与苏俄扩张的一个公开威胁,是美苏之间“冷战”正式开始的重要标志。
1959年1月2日,人类有史以来第一颗成功地探测到地外星体的探测器,进入日心轨道的第一颗人造行星。
苏联发射了“月球1号”探测器,这个带有探测月球的仪器,是计划飞抵月球的。在苏联“月球2号”成功之后2年7个月,美国的探测器“徘徊者”4号飞抵月球背面。到了1965年,飞往月球的“天路”基本探查清楚了。下一步的任务主要是探测能不能在月面降落的问题。
1959年3月4日,在离月球表面3万余千米的上空近距离飞行,收集并传回科学数据,最后进入日心轨道,成为第二颗人造行星。
1961年8月13日,柏林墙开始建造,其正式名称为反法丁斯防卫墙,是二战以后德国分裂的冷战的重要标志性建筑。
1962年8月31日,美国从侦察机拍照的空中照片上看到了古巴开始安装苏联的防空导弹,由此引发古巴导弹危机。这个事件是冷战的顶峰和转折点。
1964年7月28日,首次成功传送回月球表面的近距离电视视频与图像4308张。
1965年2月17日,成功传送回月球表面,近距离电视视频与图像7137张。
1966年1月31日,成功软着陆在风暴洋中,着陆后15分钟便拍下第一张照片。这是在月球表面首次人类可以随的速度进行的软着陆。
在这期间,发展了月球硬着陆、软着陆和绕月飞行打底,并于1969年最终实现了人类登上月球的夙愿。
1966年3月31日,月球10号的任务不是直接在月球上软着陆,而是把一个人造月球卫星送入环月飞行的月球轨道。月球10号在近月点为350千米、远月点约1000千米的椭圆轨道上围绕月球飞行了460圈。
1966年5月30日,在月球上着陆并发回了首批144张照片,发现了一片点缀着无数个月坑并散布着大大小小、形状各异的岩石。它没有发现很深的软土层,显示月球表面是平坦的,而且强度足够支撑一个载人登陆飞船。
阿波罗8号发射于1968年12月21日。这是世界上第一艘绕月飞行的载人飞船。飞船在太空中航行了三天才到达月球,并围绕月球轨道飞行了20小时。在平安夜时三位宇航员在月球轨道中向地球作了电视直播。这是历史上观众最多的电视直播之一。
阿波罗8号第一次人类完整地拍摄了整颗地球。阿波罗8号也拍摄到历史上第一张“地出”照片。
1969年5月18日,阿波罗10号是阿波罗计划中第一次载人飞行任务。本次任务是第二次环绕月球的载人任务,首次将登月舱带入月球轨道进行测试。阿波罗10号在1969年5月26日从月球返回地球途中创造了载人航天器的飞行速度记录。阿波罗10号也是人类航天史上第一个从太空发回彩色现场录像的任务的航天器。
1969年7月16日,7月20日晚,阿波罗11号登月舱的4条着陆支架终于安全落在被称为“静海”的月球上。美国宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下人类的第一个足印。在7月21日,降落六个半小时后,阿姆斯特朗扶着登月舱的阶梯踏上了月球,说道:“这是我个人的一小步,但却是全人类的一大步。”
1979年12月27日,苏联派遣8万多人的部队大举侵入阿富汗,给阿富汗人民带来了深重的灾难。
1985年3月11日,戈尔巴乔夫当选为苏共中央总书记,采取一系列积极行动缓和与西方的关系,为结束“冷战”作出了贡献。
1991年12月25日,苏联总统戈尔巴乔夫宣布辞职,次日苏联最高苏维埃通过决议宣布苏联停止存在,为立国69年的苏联画上句号,冷战正式结束。
登月发现
科学家表示,他们对月球以及整个太阳系的了解很多都是由阿波罗11号的宇航员证实和揭示出来的,此外对带回来的月球岩石和尘埃的研究也起了很大作用。NASA已公布了阿波罗登月计划的十大发现:
月球不是一个原生物体
月球是一颗逐步演化而成的拥有类似于地球内部结构的“陆行星”。现今我们知道月球是由岩石构成的。而且这些岩石受过不同程度的熔化、火山喷发以及陨石的碰撞而变得凹凸不平。
月球拥有一层很厚的表层外壳(60千米),一层厚度基本一致的岩石圈(60~1000千米),再深就是岩流层(1000~1740千米)。在岩流层的底部可能是一个小小的铁质核心,但是这还没证实。
月球产生的时间很久远
和所有的陆行星一样,太阳系形成后的前10亿年的历史在月球上留下了深深的印记。月球表面留有大量陨石坑。如果可以确定岩石样品的年代,那么我们就可根据金星、水星和火星上的陨石坑的信息来确定其地质发展史。其他行星的地质照片也可以根据我们从月球获得的信息进行解释了。
最年轻的岩石比地球的“老”
最初的时候,月球和地球可能受到同样的过程和事件的影响,但是这些过程和事件留下的痕迹只有在月球上才能找得到。
在月球表面,黑暗平滑的月海大多是一些陨石坑,当中的岩石相对年轻,年龄大约为32亿年。而一些高低不平的高地中的岩石则相对较老,年龄约为46亿年。
月球和地球是近亲
这两个星体是由一个共同的物质按照不同的比例分割而成。
月球岩石和地球岩石上氧化物同位素的惊人相似显示,月球和地球可能来自于同一个祖先。然而和地球相比,月球上的铁以及形成大气和水所需的挥发性元素都衰竭了。
月球上无生命迹象
月球上没有活着的生物体、化石或者原产的有机化合物。
从月球采集的样品的测试中没有找到任何过去或者现今的生物迹象。即使是非生物的有机化合物也找不到。这可能是源于陨石造成的污染。
月球岩石经过高温形成
这些岩石的形成过程中几乎与水完全没有关系,可以粗略的分为3类:玄武岩,钙长石和角砾岩。玄武岩是一种黑色火山岩,主要分布在一些月海之中。它们和地球海洋地壳的熔岩很相似,但是年龄要老得多。钙长石主要分布在那些古老的高地之上,质量相对较轻。角砾岩则是其他岩石在陨石跌落过程中被压碎、混合后凝结而成。
早期月球深处是“岩浆海洋”
月球高地表面含有一些早期的低密度的岩石,这是飘浮在“岩浆海洋”表面的一些岩浆残留而成。月球高地是在大约44亿至46亿年以前形成的,由飘浮在“岩浆海洋”表面的一些岩浆凝结而成,这部分的地壳有几十千米厚。在地质时期无数的陨石落到月球上,熔掉了不少古老的岩石,并在月球表面形成了很多环形山脉。
小行星在月球表面撞出大坑
一些巨大黑色的盆地其实就是受到撞击后产生的巨大的火山口。这些都是在月球早期形成的,上面覆盖的熔岩的历史约为3.2亿~3.9亿年。当月球火山活动时,大多会产生大量熔岩并向周围蔓延。火山喷发还会产生橙色的沉淀物和纯绿宝石颜色的玻璃珠。
月球稍微不对称
月球的体积结构稍微有些不对称,这也许是由于它在演化过程中受到了地球万有引力的影响。月球的外壳在远侧一方相对较厚。在靠近地球一侧则有很多火山盆地,而且它的质量浓度要比远侧浓得多。
月球内部的质量浓度并不是均匀分配的。相对于它的几何中心,月球质量的中心要偏向地球几千米远。
表面被岩石碎片和灰尘覆盖
这就是所谓的月球风化层,其中可以解读出独特的太阳辐射的历史。这也是我们理解地球气候变化的一个重要因素。
月球风化层是在地质时期由于无数的陨石冲击而产生的。表面岩石和矿石中都饱含化学元素和由于太阳辐射而产生的同位素。按照这点,月球已经完整纪录了40亿年的太阳历史,而这在别的地方是不大可能找得到的。
中国发展
阶段计划
经过10年的酝酿,最终确定中国的探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。
第一期绕月工程将在2007年发射探月卫星“嫦娥一号”,对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。
第二期工程时间定为2007年至2010年,目标是研制和发射航天器,以软着陆的方式降落在月球上进行探测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分,测定着陆点的热流和周围环境,进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析,为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。
第三期工程时间定在2011至2020年,目标是月面巡视勘察与采样返回。其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车,对着陆区进行巡视勘察。后期即2015年以后,研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等,采集关键性样品返回地球,对着陆区进行考察,为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料。此段工程的结束将使我国航天技术迈上一个新的台阶。
工程目标
中国探月卫星工程还有五大工程目标:一是研制和发射中国第一颗探月卫星;二是初步掌握绕月探测基本技术;三是首次开展月球科学探测;四是初步构建月球探测航天工程系统;五是为月球探测后续工程积累经验。为此要突破月球探测卫星的关键技术;初步建立中国的深空探测工程大系统;验证有效载荷和数据解译等各项关键技术;初步建立中国深空探测技术研制体系;培养相应的人才队伍。。



















