50年，從441公里到1億公里，中國航天未來還將帶來哪些驚喜

又到了一年一度的中國航天日（4月24日）。

這一天，正是“東方紅一號”衞星發射成功的紀念日。

今年與往常有所不同，“東方紅一號”要在太空中度過它50歲的生日了，中國航天器的太空之旅，也經歷了整整50年。

航天五院展示的東方紅一號備份星 | 新華社

從近地點441公里的“東方紅一號”，到3.6萬公里高度的“東方紅二號”，從38萬公里的“嫦娥一號”，再到1億公里的“嫦娥二號”，50年來，中國航天的腳步，一直在邁向更遙遠的太空，從未停歇。

讓我們沿着前輩們的足跡繼續向前，去看看未來的中國航天，將會去探尋深邃太空中的哪些奧秘。

Part.1 九天攬月

作為地球的鄰居，月球對地球的影響十分深遠，很多生命現象與月相及月球公轉週期有關。

而無數的夜晚，皎潔的月光還彙集了人類自古以來對月球的各種想象。

對於中國航天而言，月球，更是邁向深空的前哨站。

早在1991年，我國的航天人就開始把目光投向了月球；2004年，我國探月工程正式立項；

2007年，“嫦娥一號”發射升空，開啓了我國月球探測的第一段旅程。

隨後，我國接二連三地向月球及周邊發射了一系列航天器。

除大家耳熟能詳的“嫦娥”系列之外，還有2014年發射的“嫦娥五號T1”試驗器，以及2018年發射的“鵲橋號”地月中繼衞星和“龍江”小衞星兄弟。

嫦娥大家族的主要成員

圖片來源：國家航天局

時至今日，“嫦娥四號”和“玉兔二號”已經在月球背面度過了近500天，並且還在繼續辛勤工作。

她們實現了世界首次月球背面的軟着陸，“玉兔二號”每一個新的車轍印，都是中國航天新的腳步，也是人類月球探測的一大步。

一年多來，她們用人類打造的儀器，去探尋月球深處的構造（測月雷達），以及宇宙深處的信號（低頻射電望遠鏡），受到地球磁場的影響，這些信號是在地球乃至月球正面都難以觀測的。

嫦娥五號

圖片來源：CNTV

今年，“嫦娥五號”將要啓程，實現我國月球探測“繞、落、回”三個步驟中的最後一步。

順利的話，這次探測還將讓人類在44年以來，再次帶回月球饋贈的“伴手禮”。

整個“嫦娥五號”由軌道器、着陸器、上升器、返回器組成，並設計了複雜的分離和對接方式。而這樣複雜的多次交會對接，將全部自動完成。

從月球返回的難度也不容小覷，“嫦娥五號”返回地球的速度將達到第二宇宙速度（11.2km/s），比我們常見的飛船返回速度高出近50%。

如果以這個速度從北京到上海，只需要不到兩分鐘。而如果直接衝入大氣層，很可能被徹底燒燬。

為了讓返回艙安全着陸，嫦娥五號採用了“打水漂”的方式，即第一次返回時被大氣層彈回太空，再進行第二次返回。這一技術，已經在“嫦娥五號T1”試驗器上得到了驗證。

“嫦娥五號T1”還為“嫦娥五號”拍下了預定採樣區的照片。

嫦娥五號T1對嫦娥五號預定採樣區遙感成像圖

圖片來源：國家航天局

這些航天器及配套的地面設施，為我國的深空探測打下了堅實的基礎。

完成月球“繞、落、回”的目標，對中國航天而言，只是一個開始，探月之旅仍在繼續。

2019年4月18日，在完成“嫦娥四號”國際載荷數據交接的同一天，中國航天向全世界徵集“嫦娥六號”科學載荷。

根據以往的情況，由於前往外星球的船票一票難求，不少科研機構和科學家們一直盯着“嫦娥”系列這樣的機會。

“嫦娥六號”計劃實現月球南極採樣返回，這將是人類首次從月球南極帶回標本。月球南極是近些年來月球炙手可熱的探測區域，這片區域有月球最古老的盆地，並且可能藴含着一定量的水冰，因此成為目前絕大多數月球着陸器的首選目標。

在未來，“嫦娥七號”也計劃出征月球南極，這是一個包羅萬象的豪華套餐，計劃一次性囊括軌道器、中繼星、着陸器、月球車，甚至還有一個能在月表“飛”的飛躍探測器。“嫦娥七號”豪華套餐將極大地豐富我們對月球的認識。

這還沒完，等到了“嫦娥八號”，航天工程師們打算在月面上，嘗試“3D打印”房子等關鍵技術，開始着手在月球上建造真正的航天前哨站。

中國航天的九天攬月之路，將會愈發的精彩。

Part.2 螢火征途

離地球最近的天體是月球，而離地球最近的大行星，就是火星，啊不對，金星了。

等等，是不是感覺不太對勁？為什麼很少聽到金星探測的消息？

人類對於選擇探測的目標是非常慎重的，因為需要保護一些天體，或者，保護自己的“探測器”……

比如，對木衞二的探測就十分謹小慎微，通常都採用飛掠的探測策略，避免污染其可能藴含生命的液態海洋；

再比如，對金星的探測就十分瞻前顧後，通常都採用不去的探測策略，避免金星高温高壓、有硫酸的大氣對“探測器”的極度摧殘；

40年前，金星13號和14號姊妹星留下目前人類最後一批金星地面照片

圖片來源：俄羅斯科學院

而另一個鄰居，火星，就友善得多了。

火星和地球也有更多的相似之處，這也引發了人類對火星極大的興趣——火星，可不可以改造成為下一個地球？

每隔26個月，地球都會迎來一個最優火星探測窗口，這一次，是在今年的7月。

本次探測窗口中，有一個與以往不同、十分令人矚目的新成員，那就是我國計劃首次自主發射火星探測器“火星一號”（暫命名）。

我國火星着陸器和火星車模型

圖片來源：Wikipedia

“火星一號”也是世界上第一次，在首次計劃中就要一次性完成火星繞（軌道器）、落（着陸器）、巡（火星車）的目標，難度可想而知。

這一選擇絕非毫無底氣的冒險，“火星一號”充分借鑑了“嫦娥”系列繞、落、巡的經驗。

為了解決探測火星的一系列難題，相關的實驗也一直在緊鑼密鼓地進行。

火星着陸器懸停避障試驗

圖片來源：新華網

就在去年的11月14日，我國對外公開展示了火星着陸器懸停避障試驗，“着陸器”在70米高空與塔分離，在67米的高度懸停，並自主避障，下降到20米的高度。

在這座亞洲最大的地外天體着陸綜合試驗場內，科研人員模擬各種“火星一號”將要遇到的困難。

“火星一號” 官方圖片

圖片來源：CASC

“火星一號”只是中國航天在火星探測上初試牛刀。

接下來，中國的火星探測將嘗試一個前所未有的挑戰——火星採樣返回。

這是一個全世界都還沒實現的目標，也是中國航天想要突破的一個創舉。

Part.3 小人國探秘

在《格列佛遊記》中，有對小人國的描寫，太空中也有小人國——太陽系分佈着海量的小行星和彗星。

近些年來，科學家們發現，這羣看似不起眼的小人國公民，卻很可能擁有着太陽系起源，甚至是生命起源的部分奧秘。

在天文學家們看來，太陽系中較大的天體，甚至包括月球在內，都經過了漫長的行星分化，現在的構造和形成時的構造已經滄海桑田了。

最簡單的例子是，儘管地球已經四十多億的高齡了，但在地球表面找到一塊30億年前的岩石十分罕見；可是，在月球上找一塊古老的岩石要容易的多（如前面提到的月球南極）；而在小行星上，則更加容易——遍地都是古老的岩石。

有些小行星還富含有機物，那麼就可以藉此瞭解太陽系早期有機物的一些情況，從而幫助我們瞭解生命的起源。

早在2012年，“嫦娥二號”就實現了我國的首次小行星探測任務，結果表明4179號小行星很可能是由兩個天體組成的，這一成果發表在了《自然》雜誌上。

嫦娥二號拍攝的小行星

圖片來源：國家航天局

不過，“嫦娥二號”只是發揮餘熱，兼職探測小行星的，中國航天在探秘“小人國”上，還有更多的想法。

於是，專門探測太陽系小天體的任務應運而生。

首個專門探測小天體的探測器可能被命名為“鄭和號”，它將一次性囊括探測小行星、彗星，並將小行星的樣本送回地球等多項任務，是一個強大的多面手。

“鄭和”將要拜訪的小天體都各有千秋。

小行星2016HO3是一顆地球的“準衞星”，這顆小行星在近幾百年內幾乎和地球形影不離。不過，即便如此，人類還從來沒拜訪過這一類特殊的小行星。

彗星133P/Elst-Pizarro不同於以往的彗星，這是小行星帶中發現的第一顆彗星，將有助於理解小行星和彗星之間的角色轉換。

這些特殊的“小人國”公民藴含了太多的故事，並且這些故事都從未有探測器涉及，實在令人神往。中國航天也有望在這一次探索中，收穫一系列的世界首次。

2019年4月，中國航天在向全世界徵集 “嫦娥六號”科學載荷的同一天，開始徵集“鄭和號”的科學載荷，這次探測可以説已經是板上釘釘。”鄭和號”預計2022年前後發射，將持續探索到2031年左右。

預計在整個21世紀的20年代，我們都會不斷看到，“鄭和號”揭開小天體眾多秘密的新聞，非常值得期待。

鄭和號的旅途

圖片來源：Zhang et al,& Haibaraemily

Part.4 更遙遠的巨人國

除了小人國，太陽系中還有巨人國。

在這羣“巨人”當中，最大的巨行星就是木星。

木星系有79個“月亮”，其中尤以木衞二和木衞四最為特別，兩顆行星都藴含着海洋。

其中，木衞二的海洋非常深，且地質運動活躍，有孕育生命的可能。科學家們期盼着對這些木衞的進一步瞭解。

中國航天的下一個目標，就在這片區域，前期的科學目標和技術攻關都在如火如荼地開展，估計到2036年前後，我國的木星及木星系探測器就會啓程。

緊隨木星及木星系探測器之後的，是天王星的探測計劃。天王星是太陽系體積第三的行星，僅次於木星和土星。

人類目前唯一的一次天王星近距離觀測，還是在1986年。來也匆匆去也匆匆的“旅行者2號”並沒有環繞天王星，只是雁過留痕。此後，一直沒有探測器到達過天王星。

預計我國的天王星探測器，大約會在2046年前後發射。

以上內容，只是我國深空探測的冰山一角，中國航天從來都有着更遠大的目標，也從不會停下邁向深空的腳步。

如同我國的航天前輩一樣，現在和未來的中國航天人將會不斷開拓進取，打造更多、更遠、更復雜的深空探測器，去揭開更多太空中的神秘面紗。

最後，也要向仍在地球軌道上飛行的東方紅一號説一聲：“生日快樂！”

作者：鸑鷟鵷鶵

編輯：張鵬

責任編輯：任荃

來源：中國科普博覽

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