“天宮”之上有凡人

“不知天上宮闕，今夕是何年”，在千年以前，我們的先人們就對天上之事充滿了向往。終于從20世紀開始，人類有了一探蒼穹的能力，以蘇聯(lián)的一群太空犬為先導，美蘇爭霸下的載人航天的序幕拉開了。1961年4月，蘇聯(lián)宇航員加加林成為了第一個進入太空的人，緊隨其后，當年5月，美國的艾倫·謝波德也進入了太空……毋庸置疑，在載人航天和空間站技術(shù)上，繼承了相關(guān)技術(shù)的俄羅斯人技高一籌，不僅之前擁有多座空間站，并且在后來還建立了規(guī)模龐大的“和平號”軌道空間站，乃至在之后由16國建設(shè)的國際空間站中也是技術(shù)領(lǐng)銜。

因為西方國家的排斥，也許還帶著幾分鄙視，我國沒能成為國際空間站的一員。我們走上了獨立發(fā)展的道路，開始了以載人航天為目的的“921”工程，并且在2003年將楊利偉送上太空，成為了第三個獨立掌握載人航天技術(shù)的國家。于是在“cosmonaut（蘇聯(lián)宇航員）”“astronaut（美國宇航員）”之后，又多了一個英文單詞“taikonaut（中國航天員）”……看來，尊敬這種東西，還是要靠自己的實力才能獲得。

現(xiàn)在，我們也將目光投在了空間站的建設(shè)上，那里擁有失重環(huán)境，可以完成很多地球上無法完成的科學實驗或特殊制造，也可以進行動植物新品種的培育，同時也使我們擁有了一個天基的制高點，還能夠為更遠的太空探索提供一個中繼節(jié)點。

2011年9月，我國第一個空間實驗室“天宮一號”升空，11月，它與“神舟八號”無人飛船成功對接，我國也由此成為世界上第三個自主掌握空間交會對接技術(shù)的國家。2012年6月，“天宮一號”與“神州九號”載人飛船順利對接，一年后又與“神州十號”飛船成功對接，我國的空間站技術(shù)也開始走向成熟。

目前，“天宮一號”已經(jīng)退休，我國將在今夏發(fā)射第二個空間實驗室“天宮二號”并且驗證“天舟”貨運飛船的性能。在技術(shù)成熟后，我國將在2022年前后完成第一個空間站的建設(shè)。

建成的空間站將有核心艙、實驗I艙、實驗II艙共3個艙成“T”字形組成，每艙重約20噸，總量約為60噸，設(shè)計壽命為10年。而到2020年，從2013年開始就故障頻發(fā)的國際空間站已經(jīng)達到設(shè)計壽命，如果它不能繼續(xù)維持下去，中國的空間站將可能成為太空中唯一的空間站。不過美國宇航局正努力為國際空間站延壽，并批準在此之后以每年30億美元的代價將其延壽至2024年，而俄羅斯人，挺想在那之后把自己的那幾個比較新的太空艙拆出來，另搞一個自己的空間站……也許，那時候我們在太空并不會太孤獨吧？

“夸父”逐日夢猶在

“夸父計劃”的名字來自于我國的古代神話傳說“夸父逐日”，是一項鎖定太陽的空間探測項目，又被稱為“空間風暴、極光和空間天氣探測計劃”。

這一計劃源自于對日探測的重要意義，空間太陽探測結(jié)果能夠大大推進人們對太陽的認識。而且太陽是目前唯一一顆可以在包括時間、空間和波段所有參數(shù)上都能進行高分辨率觀測的恒星，也是目前唯一一顆可以進行局地高能粒子流和物質(zhì)流探測的恒星，從恒星研究的角度上來講，具有不可替代的天體物理意義。更何況，太陽是地球生命的能量來源，關(guān)乎我們的生存，深刻影響著地球氣候的變化，而太陽活動以11年為小周期所產(chǎn)生的劇烈爆發(fā)也會嚴重影響近地空間環(huán)境，甚至會使通訊中斷、衛(wèi)星失靈、給地面電力設(shè)備和輸油管道帶來災害性影響。所以，對太陽的空間探測正受到越來越多的關(guān)注。

目前，我國在太陽空間探測上處于明顯落后的地位，除2001年初由“神州二號”飛船搭載的旨在觀測太陽X射線和γ射線的“空間天文分系統(tǒng)”成功升空外，一直沒有進入太空的探測器，更沒有專門的探測衛(wèi)星。2003年，“夸父計劃”的概念提出來了，根據(jù)最初規(guī)劃，該計劃由3顆衛(wèi)星組成?？涓窤星設(shè)置在距地球150萬千米的日地連線L1點，也就是第一拉格朗日點上，它能每天24小時面對太陽，觀測太陽擾動，和在地球極地軌道上放置的夸父B1星和夸父B2星形成觀測網(wǎng)。

但是，從2011年起，“夸父計劃”遇到了麻煩，因為這個項目最開始是以國際合作項目的形式提上議事日程的，其中，中國完成夸父A星的研制，夸父B雙星則由加拿大的“極區(qū)通信與氣象衛(wèi)星計劃”承擔。但是隨著當年加拿大財政緊縮，這一計劃未獲批準，緊接著，2012年，另一個合作方歐洲航天局也出現(xiàn)了經(jīng)費緊張，原有的5000萬歐元不足以完成雙星計劃。2013年，該項目轉(zhuǎn)向中俄合作，但隨著中俄在火星探測中遇到了麻煩，這一合作計劃再次擱淺。

2014年5月，“夸父計劃”被暫緩執(zhí)行，不過這一設(shè)計仍然具有領(lǐng)先性，科學家們希望在對方案進行調(diào)整后，盡快讓“夸父計劃”再次活躍起來。

奔向大宇航時代的天然基地

有人曾經(jīng)指出，如果上帝希望人類走向太空，他會為我們準備一個月亮。月球是人類開啟大宇航時代的天然基地，從1969年阿姆斯特朗登月到1972年“阿波羅”計劃取消，共有10多位宇航員登上了月球，自此以后再無人類登上月球。

隨著太空技術(shù)的發(fā)展，重返月球的呼聲越來越高。2004年，美國提出通過一系列探測在2018年重返月球，歐洲航天局則計劃在2024年完成登月；2005年，日本也提出了多個無人月球探測器的計劃，也提出了在月球建立基地的構(gòu)想。我國目前的探月計劃是“繞、落、回”三步走，即繞月探測、月面軟著陸和探測后回收3個階段，2020年前，由機器人將月壤采回地球。

2007年10月，我們順利發(fā)射“嫦娥一號”，完成了繞月飛行。2010年10月，“嫦娥二號”不僅實現(xiàn)了環(huán)月飛行，而且還順路造訪了一顆小行星，完美收官。2013年12月2日，“嫦娥三號”發(fā)射升空，前去完成探測的第二步“落”，而這個探測器里還揣著一只“小兔子”——“玉兔”月球車。2013年12月14日，登陸器在月球虹灣地區(qū)實現(xiàn)軟著陸，除了設(shè)置月基望遠鏡外，“兔子”也被放出來溜達。我國成為了第三個獨立在月球?qū)崿F(xiàn)軟著陸的國家。不過，可能是由于首次進行這樣的空間探測，“玉兔”在第二次睡眠之前，出了點控制方面的小故障，但是這“兔子”相當頑強，后來還是“帶故障”自主喚醒了。“玉兔”的設(shè)計壽命雖然是3個月，但到現(xiàn)在發(fā)稿時為止，它還在工作，“兔子”的微博也依然在賣萌中……

現(xiàn)在，“嫦娥三號”的表現(xiàn)優(yōu)秀到了什么程度呢？它本來還有一個備份星“嫦娥四號”，計劃在2015年發(fā)射升空，現(xiàn)在看來沒有太大的必要了，很可能不再發(fā)射，而直接在2017年前后發(fā)射“嫦娥五號”，也即是目前嫦娥計劃的最后一個環(huán)節(jié)“回”。它會在之前的各項研究的基礎(chǔ)上，再增加一項功能，那就是從登陸地起飛，踏上歸程，將收集到的月球樣品帶回地球進行研究。

目前，雖然我們還沒有明確提出載人登月或者建立月球基地的計劃，但這在嫦娥計劃順利完成以后，應該是水到渠成的事情。

下一個目標是火星

火星，這是一顆距離我們很近，又和地球有幾分相似的紅色星球，被古人稱為“熒惑星”?；鹦堑馁|(zhì)量是地球的1/9，表面積為地球的28%，重力為地球的2/5，有稀薄的大氣層，而且盡管表面布滿了赤色的沙礫，仍可能有不少水存在。雖然這里的環(huán)境相比地球上的沙漠都惡劣了不止一籌，但它仍然是目前可以到達的、最有希望移民的星球，也是距離地球最近的行星之一，當然，也成了“太空圈地運動”的目標之一。

因此，從1996年開始，每次火星和地球靠近的窗口期出現(xiàn)，都有火星探測器發(fā)射升空，此外，登陸火星的計劃也正在被提出，如美國計劃在2025年讓宇航員登上火星，歐洲則希望在2033年實現(xiàn)這一目標。

我們的火星探測活動，最初是和俄羅斯聯(lián)合進行的。原定于2009年，由俄羅斯發(fā)射“火衛(wèi)一”采樣返回探測器，同時搭載由中國研制的火星探測衛(wèi)星“螢火一號”，大約經(jīng)過10到11個半月的飛行后，進入火星軌道，然后“螢火一號”被釋放，主要研究火星的電離層及周圍空間環(huán)境、火星磁場等。由于技術(shù)問題，為增大安全系數(shù)，“火衛(wèi)一”探測器被推遲到2011年11月8日發(fā)射，但即使如此，探測器還是未能按計劃實現(xiàn)變軌，和地面控制中心失去聯(lián)系，成為了宇宙中孤零零的漂泊者……

盡管事實殘酷得有些讓人難以接受，但是在宇宙探索中出現(xiàn)一些失敗是常有的事情，更何況火星探測的成功率只有不到50%?，F(xiàn)在，有了探月工程的基礎(chǔ)，我國也已經(jīng)具備了自主探測火星的能力，我國科學家以嫦娥系統(tǒng)為藍本，設(shè)計了新的火星探測計劃，并且希望在2020年前后探測火星，甚至有可能帶回來自火星的樣本。

相信在不遠的將來，我們終將從地球出發(fā)，到月球，到火星，到更遠的地方，套用網(wǎng)絡(luò)上的一句流行語，我們的征程是星辰大海！

（王艷蘇薦自《科學大眾》）

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