孔冰欣

“玉兔二號(hào)”

2019年1月3日，經(jīng)過(guò)約38萬(wàn)公里26天的飛行，嫦娥四號(hào)探測(cè)器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑，實(shí)現(xiàn)人類探測(cè)器首次月背軟著陸。1月11日，嫦娥四號(hào)著陸器與玉兔二號(hào)巡視器順利進(jìn)行了互拍。1月15日，嫦娥四號(hào)上搭載的生物科普試驗(yàn)載荷發(fā)布新照片：棉花種子，長(zhǎng)出了綠色的嫩芽。

同年，一張歷時(shí)5載光陰、由上萬(wàn)照片拼接、堪稱“史無(wú)前例”的月球合成圖宣布大功告成——這也是迄今為止最完整的全中文月球精準(zhǔn)“地圖”。該圖依托NASA月球探測(cè)器的數(shù)據(jù)，囊括將近1600座月球環(huán)形山的名字，標(biāo)注了從阿波羅到嫦娥四號(hào)，50個(gè)探測(cè)月球的紀(jì)念性地點(diǎn)……毫不夸張地說(shuō)，從此份獨(dú)一無(wú)二的“月圖”上，你甚至能夠還原整個(gè)人類的科學(xué)史。

阿姆斯特朗和奧爾德林的腳印，牽引無(wú)數(shù)太空騎士前赴后繼，你追我逐。而我“嫦娥工程”的探月之夢(mèng)，交織了古老民族的飛天暢想，以及復(fù)興世代的凌云壯志，別樣瑰麗，別樣振奮，將渴望打破好奇極限、與天地競(jìng)自由的人們，進(jìn)一步引向浩渺無(wú)垠的神秘蒼穹。

嫦娥五號(hào)收官探月工程三期

中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁曾自信而堅(jiān)定地告訴媒體，“四號(hào)工程轉(zhuǎn)入科學(xué)探索階段”?！耙皇顷P(guān)于著陸區(qū)的地形地貌。過(guò)去我們都是通過(guò)遙感，通過(guò)一百公里甚至幾百公里的軌道探測(cè)個(gè)大概，本次是身臨其境;同時(shí)，通過(guò)這次月球行走，獲得月背第一張地質(zhì)剖面圖，可探測(cè)到一百米至兩百米深的地質(zhì)構(gòu)造、分層，研究月背地質(zhì)的起源、形成，月球的年齡。二是月球周圍的空間環(huán)境，包括宇宙輻射、太陽(yáng)輻射、太陽(yáng)耀斑的爆發(fā)，對(duì)月球空間的影響。三是研究月球的物質(zhì)組成，初步探測(cè)月背的物質(zhì)成分。這些科研成果，都是‘原創(chuàng)性的?！?/p>

嫦娥四號(hào)，值得國(guó)人驕傲。其直面軌道控制、著陸和通信技術(shù)的巨大挑戰(zhàn)，多維創(chuàng)新突破，寫下無(wú)數(shù)“第一”：首次實(shí)現(xiàn)月背軟著陸與巡視探測(cè)，首次實(shí)現(xiàn)月背與地球的中繼測(cè)控通信，首次實(shí)現(xiàn)在月背著陸器和月球軌道微衛(wèi)星的甚低頻科學(xué)探測(cè)，運(yùn)載火箭多窗口、窄寬度發(fā)射和入軌精度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，首次進(jìn)行超地月距離的激光測(cè)距技術(shù)試驗(yàn)，首次在月面開(kāi)展生物科普展示，首次開(kāi)展國(guó)際合作載荷搭載和聯(lián)合探測(cè)。

我探月工程的實(shí)施，建立了一套較為完善的深空探測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施，建成了全球布局的深空測(cè)控網(wǎng)，培養(yǎng)了一支高素質(zhì)專業(yè)化的人才隊(duì)伍，積淀了“追逐夢(mèng)想、勇于探索、協(xié)同攻堅(jiān)、合作共贏”的探月精神。以嫦娥四號(hào)任務(wù)圓滿成功為標(biāo)志，中國(guó)探月工程四期和深空探測(cè)工程全面拉開(kāi)序幕。而發(fā)射次數(shù)高、重大任務(wù)多的2019年，更被譽(yù)為“中國(guó)航天超級(jí)2019”——還沒(méi)完，好戲在后頭。2020年，中國(guó)航天將一鼓作氣，延續(xù)勢(shì)不可擋的“超級(jí)模式”！

月球正面、背面合成圖。

眾所周知，中國(guó)探月工程分為繞、落、回三步。第一步“繞月”的順利完成是在2007年，我國(guó)第一顆月球探測(cè)衛(wèi)星嫦娥一號(hào)發(fā)射升空，13天后進(jìn)入月球環(huán)繞軌道展開(kāi)科學(xué)探測(cè)。2010年10月，嫦娥二號(hào)成功發(fā)射，正式進(jìn)入“落月”階段。2013年12月，嫦娥三號(hào)的成功落月，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)航天器首次地外天體軟著陸。2019年1月，嫦娥四號(hào)成功“擁吻”月球背面。而2020年計(jì)劃開(kāi)展的，就是我國(guó)探月工程三期的收官之作：發(fā)射嫦娥五號(hào)，執(zhí)行月面采樣返回任務(wù)。

“嫦娥五號(hào)將軟著陸在月球上，隨后取樣返回?！痹凇?019軟件定義衛(wèi)星高峰論壇”上，中國(guó)探月工程首任首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)表示，月面取樣返回航天器要發(fā)射、降落、取樣，還要回來(lái)，會(huì)有一大堆技術(shù)難題，但“全部被攻克了”。

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)介紹，嫦娥五號(hào)目前實(shí)現(xiàn)突破的核心技術(shù)包括：運(yùn)載發(fā)射、地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行、月面下降、月面采樣、月面上升、交會(huì)對(duì)接、環(huán)月等待、月地轉(zhuǎn)移、軌道分離、再入回收12個(gè)部分。“整體載荷8.2噸，會(huì)采用新運(yùn)載火箭，在海南文昌發(fā)射中心發(fā)射?！彼?，嫦娥五號(hào)又將實(shí)現(xiàn)4個(gè)重大突破，即首次在月球表面自動(dòng)采樣;首次從月面起飛;首次在38萬(wàn)公里外的月球軌道上進(jìn)行無(wú)人交會(huì)對(duì)接;首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

嫦娥五號(hào)的月面著陸點(diǎn)在月球正面?！拔覀冞x擇的著陸點(diǎn)距離美國(guó)‘阿波羅計(jì)劃6次的著陸點(diǎn)有較遠(yuǎn)的距離，距離大概1000多公里之外，那里會(huì)有新的現(xiàn)象、會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)?！薄暗搅嗽虑蛞院?，探測(cè)器會(huì)用電鏟鏟取土壤，另外自動(dòng)打鉆取巖芯。”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)，嫦娥五號(hào)的采樣方式是復(fù)合式的，搭載了深孔鉆取式采樣器和鏟挖式復(fù)合功能采樣器聯(lián)合完成采樣。

待采樣結(jié)束，上升器將在月球表面進(jìn)行首次月面起飛?！斑M(jìn)入月球后，會(huì)有一條‘飛船在月球空間等候交會(huì)對(duì)接，并轉(zhuǎn)移月壤?！睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)比喻，那將是“針尖”對(duì)“針尖”的場(chǎng)面。最后，“它們返回地球時(shí)，會(huì)遇到大氣層的高速摩擦”，因此，得“讓返回艙在大氣層上層彈跳出去再回來(lái)，速度下降后再進(jìn)行大氣層的穿行”。

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)總結(jié)，實(shí)施環(huán)月衛(wèi)星探測(cè)、月面軟著陸探測(cè)與月球車勘察、月面軟著陸探測(cè)與采樣返回，是在為我國(guó)載人登月和月球基地建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。

長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)完成技術(shù)區(qū)相關(guān)工作后，垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。

我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)首次公開(kāi)

在2020年，中國(guó)人是“真·要上天”的節(jié)奏。“嫦娥”邀月共遨游不說(shuō)，2019年11月，國(guó)家航天局還首次公開(kāi)了火星探測(cè)任務(wù)：我國(guó)或在2020年擇機(jī)發(fā)射火星探測(cè)器，開(kāi)展火星全球性和綜合性探測(cè)。

日前，中國(guó)火星探測(cè)任務(wù)飛控團(tuán)隊(duì)亦首次亮相。央視報(bào)道指出，該團(tuán)隊(duì)其實(shí)就像是火星探測(cè)器的引路人，火星探測(cè)器發(fā)射后，將在團(tuán)隊(duì)幫助下到達(dá)火星，完成“繞、落、巡”一系列任務(wù)。

根據(jù)天體運(yùn)行的規(guī)律，人類探測(cè)火星的窗口，即探測(cè)器發(fā)射的最佳時(shí)間，每隔26個(gè)月才有一次機(jī)會(huì)。所以，我國(guó)的首次火星探測(cè)任務(wù)計(jì)劃在2020年擇機(jī)實(shí)施。按照規(guī)劃，火星探測(cè)器發(fā)射后，約摸經(jīng)過(guò)200天左右的飛行才能最終到達(dá)火星。而這半年多的時(shí)間里，飛控團(tuán)隊(duì)將一直陪伴守護(hù)，直到探測(cè)器順利平安地趕赴目的地。

想要一次性成功飛抵遠(yuǎn)在幾千萬(wàn)公里外的火星，飛控團(tuán)隊(duì)不僅要給探測(cè)器規(guī)劃一條最為科學(xué)的路線，還要保證它時(shí)刻遵循規(guī)劃路線前進(jìn)。一旦偏離軌道，可能會(huì)影響整個(gè)任務(wù)的成敗。北京航天飛行控制中心火星探測(cè)任務(wù)總師崔曉峰解釋道：“火星距離特別遙遠(yuǎn)，信號(hào)延遲非常大，信號(hào)量也非常少，在這種情況下，對(duì)它進(jìn)行控制，就要采取一系列不同于以往任務(wù)的措施和技術(shù)，使得它能夠在火星表面完成既定的工作，同時(shí)要保證巡視器的安全。”

值得一提的是，在公布我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)的同時(shí)，國(guó)家航天局還公布了著陸器懸停避障試驗(yàn)。探測(cè)器的安全著陸被認(rèn)為是火星探測(cè)任務(wù)最艱巨的挑戰(zhàn)之一，著陸器懸停避障試驗(yàn)的成功，表明我國(guó)向火星探測(cè)邁進(jìn)了一大步。

中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)總設(shè)計(jì)師張榮橋表示，探測(cè)器發(fā)射后需要7個(gè)月左右才能抵達(dá)火星，但在火星降落只有7分鐘的時(shí)間，“這是最困難挑戰(zhàn)最大的環(huán)節(jié)”?！拔覀兊闹懫鲬彝１苷显囼?yàn)在亞洲最大的地外天體著陸綜合試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。不同于地球環(huán)境，火星上的重力加速度大概是地球的三分之一，為了能夠模擬接近于火星的真實(shí)試驗(yàn)環(huán)境，專門建了一套試驗(yàn)設(shè)施來(lái)進(jìn)行這次試驗(yàn)。主要由3個(gè)部分組成，塔架結(jié)構(gòu)、隨動(dòng)系統(tǒng)，以及地面的火星表面模擬區(qū)域，6組鋼結(jié)構(gòu)的塔柱聯(lián)結(jié)成一個(gè)柱形的鋼鐵結(jié)構(gòu)，塔柱高140米，形成內(nèi)圈直徑120米，這個(gè)空間足以滿足我們模擬火星降落過(guò)程所需要的空間?！?/p>

展望未來(lái)，我國(guó)太空探索行動(dòng)可謂步履不停。2020年，我國(guó)還計(jì)劃進(jìn)行北斗導(dǎo)航衛(wèi)星全球系統(tǒng)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，低軌移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)星座等一系列航天任務(wù)。2030年前后，將實(shí)施“覓音計(jì)劃”，對(duì)太陽(yáng)系外是否有適宜人類居住的行星進(jìn)行探測(cè)。此外，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)將實(shí)施重型運(yùn)載火箭、下一代空間基礎(chǔ)設(shè)施、火星和小行星取樣返回等重大工程項(xiàng)目。至2045年，我國(guó)將建立功能完備、長(zhǎng)期運(yùn)行的月球科研站、進(jìn)行太陽(yáng)系邊際探測(cè)、擁有組合動(dòng)力重復(fù)使用運(yùn)載器、并具備載人登陸火星的能力。

2019年12月27日，長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心將實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，金色巨焰，映透山海。這，不啻意味著中國(guó)已擁有發(fā)射更重航天器，或?qū)⒑教炱魉拖蚋h(yuǎn)深空的實(shí)力，是實(shí)現(xiàn)探月工程三期、火星探測(cè)等國(guó)家重大科技專項(xiàng)和重大工程的重要基礎(chǔ)和前提——我們，距離“王者榮耀”，終于又近了一點(diǎn)。想起去年初時(shí)根據(jù)劉慈欣同名科幻小說(shuō)改編的電影《流浪地球》上映，好評(píng)如潮;而隨著我國(guó)更多太空探索的規(guī)劃與目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，文藝作品里的“科幻”，看上去已顯得不那么“幻”且“炫”了，以往天馬行空、不拘一格的奇思妙想，正逐漸演變?yōu)榭梢杂|摸到的真切愿景。

跨越星際的終極意義是什么

《自然》雜志近期盤點(diǎn)了2020年科學(xué)界醞釀的若干大事件——中國(guó)的嫦娥五號(hào)與火星探測(cè)任務(wù)舉世矚目——除此之外，在航天探索領(lǐng)域，美俄等多國(guó)的火星探測(cè)任務(wù)及美日的小行星采樣作業(yè)等，亦備受關(guān)注。文章稱，另有一些重大項(xiàng)目或產(chǎn)生新的重要數(shù)據(jù)：如發(fā)布人類首張黑洞照片的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目，預(yù)計(jì)在2020年發(fā)布新成果，這次可能是關(guān)于銀河系中心的黑洞;歐洲航天局的“蓋亞”探測(cè)器將會(huì)更新銀河系的三維圖譜，助科學(xué)家更好地了解銀河系的結(jié)構(gòu)和演化過(guò)程;歐洲核子研究中心則會(huì)爭(zhēng)取獲得更多資金，以推動(dòng)新一代大型對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目……

瞧，人類的未來(lái)，并不像幾十年前《銀翼殺手》片頭的2019年年末那般頹靡迷離。沒(méi)有仿生人，沒(méi)有電子羊，沒(méi)有戰(zhàn)艦在獵戶座邊緣熊熊燃燒;可口可樂(lè)、青島啤酒還在，貝爾電話和雅達(dá)利卻早已消失。是“明天”被誤解了嗎？不。“明天”以其它的方式降臨了：電子支付、共享經(jīng)濟(jì)、基因編輯、AI、無(wú)所不在的互聯(lián)網(wǎng)——說(shuō)到底，未曾改變的，是這顆小小的藍(lán)色星球上，始終燃燒著關(guān)于“縱橫寰宇、上天入地”的無(wú)窮欲望。

承認(rèn)罷，技術(shù)疑難易征服，人性弱點(diǎn)難戰(zhàn)勝。然而，即便如此，我們?nèi)匀粺o(wú)法阻止那顆雀躍的躁動(dòng)的心。唯須謹(jǐn)記：宇宙深埋無(wú)限寶藏、危機(jī)與哲思，當(dāng)我們不再害怕，首先亦當(dāng)學(xué)會(huì)去生活，去愛(ài)，去承擔(dān)。