盧 波
月球是地球的天然衛(wèi)星,也是距離地球最近的天體,是人類開展深空探測的首選目標(biāo)。從世界航天技術(shù)發(fā)展進(jìn)程看,人類正是通過對月球的各種探測活動開辟了航天活動的新疆域,掌握了地外天體的環(huán)繞、著陸及巡視、采樣返回等太陽系天體探測技術(shù),進(jìn)而為邁向月球以遠(yuǎn)其他天體奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
月球探測是人類進(jìn)行太陽系探索的開端,大大提升了人類對月球、地月空間和太陽系的認(rèn)識;推動了航天技術(shù)的進(jìn)步,帶動了一系列基礎(chǔ)科學(xué)的創(chuàng)新,促進(jìn)了眾多應(yīng)用科學(xué)的新發(fā)展;建立和完善了航天工程技術(shù)體系,帶動和促進(jìn)了一系列基礎(chǔ)工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展;提升了公眾對太空探索和空間科學(xué)的認(rèn)知,產(chǎn)生了顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。
截至2018年底,全世界共實施了116次無人月球探測任務(wù),實現(xiàn)了月球飛越、環(huán)繞、著陸、巡視和采樣返回探測。第一次探月高潮始于1958年,止于1976年,以美、蘇兩國空間競賽為標(biāo)志,重在展示國家實力,開啟了人類深空探索的序幕,實現(xiàn)了月球飛越、撞擊、環(huán)繞、軟著陸、表面巡視、無人采樣返回和載人登月,其中俄羅斯完成了3次無人月球采樣返回,美國實現(xiàn)6次載人登月,獲取了前所未有的科學(xué)探測成果,促進(jìn)了大量新興學(xué)科的誕生,一大批科學(xué)技術(shù)成果廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)。
月球探測的再度興起是在20世紀(jì)90年代以后,主要航天國家紛紛啟動并實施了月球探測活動,截至2018年12月共進(jìn)行了16次發(fā)射(美國6次,中國6次,日本2次,歐洲1次,印度1次)。新一輪月球探測更注重科學(xué)驅(qū)動和新技術(shù)的應(yīng)用,旨在獲得新的科學(xué)成果,探測器技術(shù)更先進(jìn)、功能更全、壽命更長。90年代以來的月球探測活動呈現(xiàn)出科學(xué)目標(biāo)明確、參與國家眾多、規(guī)劃長遠(yuǎn)、成功率高的特征。
全球無人月球探測任務(wù)分類統(tǒng)計
月球探測幾乎和人造地球衛(wèi)星的發(fā)展同時起步。第一代月球探測器的目的很簡單:獲得足夠高的速度、足夠的定向精度,使航天器盡可能地靠近月球,甚至降落在月球表面,以便探測月球及其鄰近區(qū)域,拍攝月球表面圖像,并把探測數(shù)據(jù)和圖像發(fā)回地球。第二代月球探測器以蘇聯(lián)的月球-10(Luna-10)軌道器、美國的“月球軌道器”、蘇聯(lián)的月球-9著陸器、美國的“勘測者”(Surveyor)著陸器為代表,這些探測器進(jìn)入月球環(huán)繞軌道探測月球、在月球表面軟著陸并勘測月球表面地質(zhì)地貌。第三代月球探測器為月球采樣返回任務(wù),目前只有蘇聯(lián)的月球-16、20和24成功實現(xiàn)了無人月球采樣返回,共帶回月壤樣品330g。
月球探測的基本條件是大推力的運載工具、精密的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制和遠(yuǎn)距離通信技術(shù),這些正是航天技術(shù)長遠(yuǎn)發(fā)展需要解決的問題,月球探測成為試驗這些技術(shù)的最好手段和機(jī)會,而當(dāng)時正是美蘇“空間競賽”的初期,美國和蘇聯(lián)都對月球探測表現(xiàn)出了極大的熱情。蘇聯(lián)和美國早期發(fā)展的月球環(huán)繞和著陸探測,主要目的是獲取月球地質(zhì)地貌數(shù)據(jù),試驗軟著陸技術(shù),考察月表的硬度、溫度、地形地貌等環(huán)境條件,探測月表的元素成分含量及其分布,為載人登月選定著陸位置,并做好技術(shù)準(zhǔn)備。
20世紀(jì)50年代末到70年代中期是月球探測的第一個高潮期,這期間的月球探測以蘇聯(lián)與美國在太空領(lǐng)域的“空間競賽”為標(biāo)志,為贏得競爭,這個時期美國和蘇聯(lián)均制定了載人登月計劃。蘇聯(lián)在1959-1976年期間共發(fā)射了64個月球探測器,取得月球探測的多項第一,主要型號為“月球”(Luna)系列及“探測器”(Zond)系列。蘇聯(lián)的“月球”系列項目取得了巨大的成功,它實現(xiàn)了人類月球探測歷史上的多個“第一”:第一個月球探測器(月球-1,1959年1月);第一次月球硬著陸(月球-2,1959年9月);拍攝第一張月球背面圖片(月球-3,1959年10月);第一次月球軟著陸(月球-9,1966年2月);第一個月球軌道器(月球-10,1966年4月);第一次實現(xiàn)無人月球采樣返回(月球-16,1970年9月);第一次月球車巡視勘察(月球-17,1970年11月)。
美國在1958-1973年期間共發(fā)射了36個月球探測器,主要型號為“先驅(qū)者”(Pioneer)、“徘徊者”(Ranger)、“勘測者”(Surveyor)和“月球軌道器”(Lunar Orbiter),目的是為阿波羅載人登月做前期探索和技術(shù)準(zhǔn)備。這期間,美國投入大量的人力物力實施了“阿波羅”(Apollo)載人登月計劃,于1961年5月-1972年12月向月球發(fā)射了7艘“阿波羅”登月飛船,除了阿波羅-13因故障中途返回,其余6艘登月成功,成功將12名航天員送上月球,帶回月巖樣品380kg,創(chuàng)造了人類航天史的輝煌一頁。
20世紀(jì)70年代中期到80年代末期,美國和俄羅斯航天戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)為發(fā)展近地軌道載人航天和空間站,月球探測進(jìn)入低潮沉寂期,全球約有14年的時間未發(fā)射月球探測器。特別是隨著蘇聯(lián)的解體,俄羅斯經(jīng)濟(jì)發(fā)展疲弱,其月球探測活動也進(jìn)入低潮,從1977年至今有40多年的時間,蘇聯(lián)/俄羅斯再未實施月球探測活動。
1989年7月20日,為紀(jì)念“阿波羅”飛船登月20周年,美國前總統(tǒng)喬治·布什提出了重返月球、在月球駐留并以此為基礎(chǔ)完成載人火星探測的構(gòu)想。在此期間,美國、歐洲、日本紛紛組織力量開展研究,并相繼提出月球探測計劃。其中,日本于1990年成功發(fā)射其首個月球探測器“飛天”(HITEN)。隨后,美國分別于1994年1月和1998年1月發(fā)射了“克萊門汀”(Clementine)和“月球勘探者”(Lunar Prospector)探測器,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)月球上有水冰存在的跡象,極大地激發(fā)了世界各國開展月球探測的熱情,標(biāo)志著新一輪月球探測活動的興起。從1994年至今,美國已實施了6次無人月球探測任務(wù),獲得了多個重要科學(xué)成果,其2009年發(fā)射的“月球坑觀測與環(huán)境感知衛(wèi)星”(LCROSS)通過撞擊月面南極凱布斯坑確認(rèn)了月球極區(qū)水冰的存在,2011年發(fā)射的“圣杯”(GRAIL)通過雙星編隊繪制了迄今最精確的月球引力場圖,2013年發(fā)射的“月球大氣與塵埃環(huán)境探測器”(LADEE)驗證了地月激光高速傳輸技術(shù)。
進(jìn)入21世紀(jì),歐洲、日本、中國和印度也相繼開展了月球探測。歐洲航天局(ESA)于2003年發(fā)射其首個月球探測器智慧-1(Smart-1),首次將電推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到月球探測任務(wù)中,成功驗證了電推進(jìn)技術(shù)可用于小型探測任務(wù)。日本于2007年發(fā)射其第二個月球探測器“月女神”(SENELE),獲得了全月球地形圖,并通過中繼子衛(wèi)星和重力場子衛(wèi)星的配合實現(xiàn)了月球背面引力場的測繪。從2007-2018年的十年間,中國成功實施了6次月球任務(wù),其中包括2018年5月和12月分別發(fā)射的“鵲橋”通信中繼星和嫦娥四號著陸器,實現(xiàn)了月球環(huán)繞、月球軟著陸、月面巡視、月球飛掠返回再入、地月拉格朗日L2點環(huán)繞等多項技術(shù)突破。印度于2008年發(fā)射其首個月球探測器月船-1(Chandrayaan-1),實現(xiàn)了月球環(huán)繞和自旋撞擊器對月面的撞擊探測。
月球是人類探測次數(shù)最多、探測成果最為豐富的地外天體,將成為開展月球以遠(yuǎn)空間探索的重要前哨。目前,包括新興航天國家在內(nèi)的多個航天國家紛紛提出和制定了新的月球探測計劃。
月球探測總體發(fā)展趨勢
2018年2月,國際空間探索協(xié)調(diào)小組(ISECG)發(fā)布了第三版《全球探索路線圖》,該路線圖反映了人類對空間探索的興趣與日俱增,未來將通過多次往返地月空間、登陸月球、駐留月球及后續(xù)的其他探索任務(wù),為將來的火星探索奠定技術(shù)基礎(chǔ)和做好準(zhǔn)備。未來數(shù)十年,月球科學(xué)研究、資源勘探及開發(fā)利用將是世界主要航天國家的重點發(fā)展目標(biāo)。
(1)無人月球探測與未來載人探索緊密結(jié)合,實現(xiàn)月球持續(xù)探索和利用
美國和俄羅斯等國均瞄準(zhǔn)實現(xiàn)載人月球探測,未來將開展一系列無人月球探測任務(wù),利用月球探測和環(huán)境開展核心技術(shù)驗證,為實現(xiàn)載人登陸火星的長遠(yuǎn)目標(biāo)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
2018年8月,美國國家航空航天局(NASA)公布了未來十年太空探索的新目標(biāo)計劃。根據(jù)該計劃,NASA新研的“空間發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)將在2019年底或2020年初執(zhí)行首次不載人的探索任務(wù)-1(EM-1),進(jìn)行26天的繞月和返回地球,而在2023年的探索任務(wù)-2中將發(fā)射載4人的“獵戶座”(Orion)飛船和太陽能電推進(jìn)服務(wù)艙進(jìn)入月球軌道,開始“深空門戶”(DSG)的建造;在后續(xù)的探索任務(wù)-3和4任務(wù)中,分別把深空居住艙和后勤貨艙送到月球軌道。NASA計劃于2026年完成“深空門戶”第一階段的建造,可支持航天員30天的在軌駐留和工作,并能支持在月面開展的機(jī)器人活動。
2018年9月,NASA發(fā)布了《國家太空探索活動報告》,規(guī)劃了從近地軌道到月球再到火星的載人探索路線圖。該報告提出了美國未來太空探索的5個戰(zhàn)略目標(biāo):①將“以政府投資為主導(dǎo)的近地軌道載人航天活動”轉(zhuǎn)向“以私營為主的商業(yè)載人航天活動”;②領(lǐng)導(dǎo)并開展月球表面活動,提升執(zhí)行地月空間以遠(yuǎn)任務(wù)的能力;③通過一系列機(jī)器人任務(wù)促進(jìn)對月球資源的科學(xué)勘察和利用;④實現(xiàn)美國航天員重返月球,并進(jìn)行持續(xù)探索和利用活動;⑤在月球上驗證載人火星和其他目的地任務(wù)所需的能力。
(2)月球資源勘探和開發(fā)利用是未來發(fā)展的熱點,從科學(xué)探索向勘探應(yīng)用發(fā)展
20世紀(jì)90年代以來,主要航天國家在推進(jìn)月球探測活動的同時,還開展了月球原位資源利用(ISRU)技術(shù)的研究。利用月球固有的礦產(chǎn)資源,滿足月球基地建設(shè)對基礎(chǔ)性原材料的需求,成為未來月球開發(fā)與利用的重要內(nèi)容之一。月球探測的下一步仍是利用先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)、先進(jìn)鉆巖技術(shù)、先進(jìn)測量分析技術(shù)等對月球資源及其蘊藏量進(jìn)行全面深入的勘察,為載人登月和建立月球基地獲取重要的數(shù)據(jù)資料。
目前,美國、歐洲、俄羅斯、印度、日本等均制定了月球著陸探測計劃,2019-2025年將實施多個月球著陸任務(wù)。預(yù)計未來數(shù)十年,各航天大國將在月球資源的勘探、開發(fā)利用和科學(xué)探索方面展開激烈競爭。
(3)未來無人月球探測任務(wù)重點聚焦月球背面、極地以及水資源和礦藏
月球探測將以月球資源、能源和特殊環(huán)境利用以及通過月球走向更遠(yuǎn)深空為目標(biāo),并且利用月球特殊的環(huán)境條件開展天文觀測、空間科學(xué)研究和技術(shù)試驗驗證等。
月球-27著陸器和巡視器
從發(fā)展趨勢看,未來數(shù)年月球探測活動將主要針對以前探測較少的月球背面和月球極區(qū)展開深入的探測和研究。目前,只有美國、俄羅斯和中國實施了月球軟著陸任務(wù)。在NASA的未來空間探索規(guī)劃中已將“月球南極艾特肯盆地采樣返回”列為“新疆域”計劃的第4項任務(wù)的備選項目。俄羅斯提出的新探月計劃中,將探測重點瞄向月球南極,計劃向月球南極發(fā)射著陸器,以及實施月球采樣返回任務(wù)。歐洲積極發(fā)展月球極區(qū)著陸技術(shù),計劃與俄羅斯合作實施月球-27極區(qū)著陸/巡視任務(wù),勘探月球極區(qū)資源。日本正著力發(fā)展月球精確著陸技術(shù)和月球機(jī)器人技術(shù),旨在開展月球資源環(huán)境勘察和利用。
(4)商業(yè)化月球探測活動將迅速成長
美國新任總統(tǒng)特朗普2017年12月簽發(fā)的1號航天政策令中,要求NASA“引入商業(yè)航天,開展國際合作,繼續(xù)引領(lǐng)創(chuàng)新和持續(xù)的太空探索計劃”。實際上, NASA早在2014年1月就發(fā)布了“月球貨物運輸與軟著陸”(CATALYST)倡議,向私營航天機(jī)構(gòu)征求實施建議方案,目的是推進(jìn)美國商業(yè)化探月能力建設(shè),實現(xiàn)月球科學(xué)價值研究與潛在資源勘探,演示驗證載人深空探索技術(shù),為載人探測火星奠定技術(shù)基礎(chǔ)。NASA在該倡議中指出,月球擁有巨大的科學(xué)研究價值與資源挖掘潛力,可用于支撐載人深空探索。
2014年5月,NASA宣布將通過與商業(yè)公司的合作實施月球著陸計劃,并選擇了3家美國公司進(jìn)行月球著陸器的開發(fā)。這3家公司分別是美國月球快車公司(Moon Express)、宇宙機(jī)器人技術(shù)公司(Astrobotic Technology)和馬斯騰空間系統(tǒng)公司(Masten Space System)?;诤献鲄f(xié)議,NASA將用3年的時間向這3家公司提供專項技術(shù)、試驗設(shè)施,以及出租測試設(shè)備和提供測試軟件,以幫助這些公司盡快完成月球著陸器的開發(fā)。
2015年11月,時任美國總統(tǒng)奧巴馬簽署通過了《美國商業(yè)航天發(fā)射競爭法案》(CSLCA),允許美國企業(yè)擁有、運輸、使用和出售從月球、小行星或其他宇宙天體獲取的資源,并鼓勵商業(yè)公司探索和利用星際資源。這無疑又為美國的商業(yè)公司開展月球等深空技術(shù)開發(fā)打了催化劑。2016年8月,美國月球快車公司獲得了美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)頒發(fā)的向月球發(fā)射著陸器的許可證,這是美國政府首次批準(zhǔn)私人公司向地球軌道以遠(yuǎn)發(fā)射航天器。
月球快車公司的月球著陸器是一個具有靈活性的、可擴(kuò)展的探測平臺,可支持進(jìn)行月球勘探采礦、采樣返回、月球科學(xué)研究和商業(yè)探測活動,其首個MX-1E月球著陸器計劃在2019-2020年發(fā)射。美國宇宙機(jī)器人公司推出了“游隼”(Peregrine)月球著陸器,可向企業(yè)、政府、大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)等提供有效載荷空間進(jìn)行月球探測和研究,計劃2020年進(jìn)行首次發(fā)射。美國馬斯騰空間系統(tǒng)公司開發(fā)了XL-1月球著陸器,預(yù)計2021年發(fā)射。
“游隼”月球著陸器
美國NASA于2018年9月公布了“商業(yè)月球有效載荷服務(wù)”(CLPS)的最終招標(biāo)文件,美國月球快車公司、宇宙機(jī)器人公司和馬斯騰空間系統(tǒng)公司均提交了投標(biāo)方案。2018年11月,NASA宣布有9家公司獲得了CLPS競標(biāo)資格,除了包括上述3家公司外,另6家公司是深空系統(tǒng)公司(Deep Space System)、德雷珀公司(Draper)、超越軌道公司(Orbit Beyond)、直覺機(jī)器公司(Intuitive Machines)、螢火蟲宇航公司(Firefly Aerospace)和洛馬公司(LM)。NASA表示,首批CLPS月球任務(wù)預(yù)計將在2020年發(fā)射。可以預(yù)見,在未來空間探測活動中,商業(yè)民營公司、非政府機(jī)構(gòu)的空間探測活動將呈現(xiàn)活躍和快速發(fā)展的態(tài)勢。
主要航天國家未來月球任務(wù)規(guī)劃
各主要航天國家對于月球探測的未來目標(biāo)都基本明確,即全面考察月球的礦物分布,發(fā)掘、開發(fā)和利用月球資源,建立深空探測前哨基地,以及利用月球有利的自然條件開展空間科學(xué)研究、天文觀測和技術(shù)驗證試驗。
(1)美國重啟登月計劃,為載人登陸火星和探測其他目標(biāo)奠定基礎(chǔ)
2017年,新一任美國總統(tǒng)特朗普再次重新調(diào)整了美國的載人探索戰(zhàn)略,取消了奧巴馬時期的載人登陸小行星項目,強(qiáng)調(diào)美國未來要致力于維持在全球太空領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位,并宣布美國將重啟載人登月計劃,在21世紀(jì)結(jié)束前實現(xiàn)太陽系載人探索目標(biāo)。美國和俄羅斯在2017年9月簽署了聯(lián)合聲明,將合作建造“深空門戶”月球軌道空間站,將其作為國際合作探索月球表面和更遠(yuǎn)深空的門戶和前哨站。
2018年2月NASA發(fā)布《2018年戰(zhàn)略規(guī)劃》,描述了NASA未來空間探索發(fā)展的整體戰(zhàn)略。根據(jù)新版戰(zhàn)略規(guī)劃,NASA未來幾年實施的相關(guān)計劃包括“獵戶座”飛船系統(tǒng)、空間發(fā)射系統(tǒng)、載人研究、“深空門戶”月球軌道平臺、先進(jìn)的地-月空間和月球表面能力、先進(jìn)探索系統(tǒng)、月球發(fā)現(xiàn)和探索任務(wù)計劃、探索任務(wù)地面系統(tǒng),等。按照新的戰(zhàn)略規(guī)劃,NASA未來將積極推進(jìn)發(fā)展商業(yè)化的月球軟著陸能力,并通過該項舉措建立NASA與商業(yè)宇航工業(yè)界以及國際合作伙伴之間的橋梁。NASA表示,將從2019年開始采購商業(yè)月球有效載荷服務(wù),實現(xiàn)月球表面端到端的有效載荷運送。
隨著立方星技術(shù)在地球軌道的快速發(fā)展,美國、歐洲等國家和組織計劃在月球軌道部署立方星式的月球探測器,旨在以低成本的方式開展月球背面、月球水冰、月球礦物等月球資源及月背環(huán)境勘察。美國NASA目前在研的“獵戶座”飛船,其首次探索任務(wù)-1將搭載13個立方星,其中包括NASA進(jìn)行月球環(huán)境和資源探測的立方星,分別是“月球氫測繪儀”(LunaH-Map)、“月球冰立方”(Lunar IceCube)、“月球閃光”(Lunar Flashlight)和“月球紅外”(LunIR),它們將裝備當(dāng)今先進(jìn)技術(shù)的科學(xué)載荷對月球資源的豐度、成分和位置分布開展探測。這些立方星將通過不同的方式測繪月球南極區(qū)域土壤的氫含量,探測月球水冰分布及尋找其他礦物資源,以支持未來的載人月球任務(wù)。
“月球氫測繪儀”
“月球冰立方”
“月球閃光”
(2)歐洲將與俄羅斯合作實施月球極區(qū)著陸,并提出建造月球基地構(gòu)想
在月球探測領(lǐng)域,歐洲和俄羅斯都強(qiáng)調(diào)國際合作,都表示出建造月球基地的想法。國際合作仍然是歐洲開展空間探測活動的主要方式之一。歐洲2016年提出了“國際月球村”的構(gòu)想,倡議多國航天機(jī)構(gòu)合作,認(rèn)為月球基地將引發(fā)新一輪技術(shù)創(chuàng)新,包括就地取材,利用3D打印技術(shù)建造月球基地等技術(shù)。此外,歐洲未來的月球探索策略還包括利用立方星技術(shù)開展可負(fù)擔(dān)的月球資源及環(huán)境探測;發(fā)展商業(yè)化的月球探測支持能力(月球任務(wù)通信中繼等);以及運用從近地軌道任務(wù)發(fā)展的載人設(shè)施(國際空間站和自動轉(zhuǎn)移飛行器等)和技術(shù)能力參與NASA牽頭的“深空門戶”計劃。2018年7月,ESA與NASA商討了未來載人月球探索中的合作意向。
目前,歐洲正在開發(fā)“領(lǐng)航者”(Pilot)月球著陸系統(tǒng),并與俄羅斯達(dá)成了協(xié)議,雙方將在月球著陸項目上展開合作,將合作實施月球-27極區(qū)著陸/巡視任務(wù),該任務(wù)將在月球南極艾特肯盆地著陸,歐洲將提供著陸系統(tǒng)以及一套樣品鉆取、采集、處理和分析的裝置。在發(fā)展深空探索立方星方面,ESA在2017年發(fā)布公告向科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)和工業(yè)界征集“可實現(xiàn)的探索月球立方星任務(wù)”方案。2018年3月,ESA公布了最終獲勝的兩個方案,一個是“月球微流星撞擊軌道器”(Lumio),將在月球背面上方繞行,探測月球夜間微流星撞擊閃光,獲取微流星撞擊月面的圖像數(shù)據(jù);另一個是“月球揮發(fā)物和礦物學(xué)測繪軌道器”(VMMO),將觀測月球南極附近永久陰影區(qū)的火山口,搜尋水冰物質(zhì)和沉積物,測量月球輻射等。ESA表示,兩個獲勝團(tuán)隊的立方星月球任務(wù)未來有望搭載美國2019/2020年“獵戶座”飛船的探索任務(wù)-1或商業(yè)公司的月球任務(wù)進(jìn)行發(fā)射。
(3)俄羅斯未來10年空間探測以月球為重點,計劃2050年前完成月球基地建造
俄羅斯于2016年正式出臺了新的10年規(guī)劃《2016-2025年聯(lián)邦航天發(fā)展規(guī)劃》,部署了未來10年俄羅斯航天活動的發(fā)展路徑和策略,該規(guī)劃明確了俄羅斯未來將重點開展機(jī)器人月球探測,并繼續(xù)開展“火星生物學(xué)”(ExoMars)國際合作火星項目。俄羅斯還提出了建設(shè)月球基地的長遠(yuǎn)計劃,2017年10月,俄羅斯能源火箭航天集團(tuán)宣布,計劃于2040-2050年建成月球基地。
俄羅斯在新10年規(guī)劃中提出了將實施“繞、落、回”月球探測任務(wù),并計劃在2019-2025年期間發(fā)射4次月球任務(wù),分別是2020/2021年的“月球-水珠”(Luna-Glob)著陸任務(wù)、2021/2022年的“月球-資源”(Luna-Resurs)環(huán)繞任務(wù)、2023年的“月球-資源”著陸任務(wù)、2024年后的“月球-土壤”(Luna-Grunt)采樣返回任務(wù)。但就目前俄羅斯經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢和國際大環(huán)境判斷,規(guī)劃的“月球”系列探測器任務(wù)實施時間仍難確定。
(4)日本著力發(fā)展月球精確著陸技術(shù),計劃參與國際月球任務(wù)
日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)原計劃2019年發(fā)射“小型月球探測著陸器”(SLIM),現(xiàn)推遲到2021年發(fā)射,目的是驗證月面精確著陸技術(shù)。日本未來將著力發(fā)展月球精確著陸技術(shù)和機(jī)器人探測技術(shù),實施月球著陸任務(wù),開展月球環(huán)境探測和月球資源勘察;積極開展國際合作,日本和印度已達(dá)成合作意向,未來將在月球極區(qū)探測、月球表面巡視和采樣返回任務(wù)方面展開合作;計劃參與NASA牽頭的“深空門戶”項目和國際載人月球任務(wù);發(fā)展月球機(jī)器人技術(shù),提出將打造用于建造和服務(wù)月球基地的各類月球表面機(jī)器人,開展月球資源勘探和利用活動。
在NASA的“獵戶座”飛船的探索任務(wù)-1中,日本也計劃搭載一顆由JAXA和東京大學(xué)聯(lián)合研制的立方星“小馬座”(EQUULEUS),它采用離子推進(jìn)技術(shù),任務(wù)目的是驗證采用納衛(wèi)星飛往地月拉格朗日L2點的軌道控制技術(shù)。
(5)印度、韓國、巴西等國家也積極謀劃和推進(jìn)月球探測活動
印度始終將深空探測作為國家科技發(fā)展和創(chuàng)新的重要途徑,計劃在2019年3月發(fā)射月船-2(Chandrayaan-2),這是印度的第二次月球探測,任務(wù)目標(biāo)是實現(xiàn)月球環(huán)饒、著陸和巡視探測,其第二次探月任務(wù)將以本土化為主,印度未來還將根據(jù)技術(shù)進(jìn)展情況實施月球采樣返回探測。
韓國在2013年公布了“2040太空計劃”,2018年2 月又通過了《第三次航天開發(fā)振興基本計劃》,將韓國探月活動由原“繞、落、回”三個階段調(diào)整為“繞”和“落”兩個階段,時間上也大幅延后。目前,韓國已啟動了月球探測工程的第一階段“繞”的研制工作,計劃在2020年采用美國SpaceX公司的運載火箭發(fā)射“韓國探路者月球軌道器”(KPLO),第二階段的“落”是在2030年前利用獨立研發(fā)的運載火箭發(fā)射月球著陸器。
巴西在2016年11月宣布,將于2020年12月向月球軌道發(fā)射納衛(wèi)星,該項目名為“探尋生命”(Garatea-L),任務(wù)目標(biāo)是搜集有關(guān)月球表面的基本數(shù)據(jù),并進(jìn)行有關(guān)微生物、分子和細(xì)胞等科學(xué)實驗。
在完成月球環(huán)繞、月面著陸/巡視和月背軟著陸等探測任務(wù)之后,中國將在2020年前實施嫦娥工程“繞、落、回”第三階段的月球采樣返回任務(wù)。
SLIM月球著陸器
總之,開展月球探測可為探索和開發(fā)人類在地球以遠(yuǎn)的生存和駐留技術(shù)提供絕佳機(jī)會,實現(xiàn)月球科學(xué)價值研究與潛在資源勘探,演示驗證載人深空探索技術(shù);在月球建立研究站和試驗基地,又可為探索火星和其他星球提供經(jīng)驗和技術(shù)。