去月球“挖土”

1969年7月20日，阿波羅11號飛船降落在月球。美國宇航員阿姆斯特朗在月球表面踩下了深深的印記。不過，這次登月在科學(xué)領(lǐng)域最大的貢獻(xiàn)并非他的腳印，而是帶回了來自月球的巖石。研究月球樣品的重要成果之一，就是發(fā)現(xiàn)其中含有氦-3，這讓科學(xué)家極為興奮。氦-3是世界公認(rèn)高效、清潔、安全的核聚變發(fā)電燃料。據(jù)計(jì)算，100噸氦-3所能創(chuàng)造的能源，相當(dāng)于全世界一年消耗的能源總量。氦-3在地球上的蘊(yùn)藏量極少，全球已知且容易取用的只有500公斤左右，而早期探測結(jié)果表明，月球淺層的氦-3含量多達(dá)上百萬噸，足夠解決人類的能源之憂。實(shí)際上，隨著人類對月球認(rèn)識的加深，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球氦-3的總儲量很可能更多。

時(shí)隔半個(gè)世紀(jì)的 2020年11月24日4時(shí)30分，在中國文昌航天發(fā)射場，用長征五號遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號探測器，順利將探測器送入預(yù)定軌道 。嫦娥五號要完成的任務(wù)是最復(fù)雜、技術(shù)難度最大的，要實(shí)現(xiàn)月面自動采樣返回，完成探月工程的重大跨越——帶回2千克月球樣品。所以，它不像嫦娥一號、二號由1個(gè)空間飛行器組成，也不像嫦娥三號、四號和五號T1由2個(gè)空間飛行器組成，而是由上升器、著陸器、軌道器和返回器這4個(gè)空間飛行器像“葫蘆娃”一樣“串”在一起。

12月1日23時(shí)11分，嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經(jīng)51.8度、北緯43.1度附近的預(yù)選著陸區(qū)，并傳回著陸影像圖。成功著陸后，著陸器在地面控制下，進(jìn)行了太陽翼和定向天線展開等狀態(tài)檢查與設(shè)置工作，將正式開始持續(xù)約2天的月面工作，采集月球樣品。12月2日22時(shí)，經(jīng)過約19小時(shí)月面工作，探月工程嫦娥五號探測器順利完成月球表面自動采樣，并已按預(yù)定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。如圖1所示。

12月6日，嫦娥五號探測器成功通過交會對接微波雷達(dá)完成中國首次月球軌道無人交會對接，如圖2所示。微波雷達(dá)是成對產(chǎn)品，由雷達(dá)主機(jī)和應(yīng)答機(jī)組成，分別安裝在嫦娥五號探測器的軌道器和上升器上。當(dāng)軌道器、上升器相距約100公里時(shí)，微波雷達(dá)開始工作，不斷提供兩航天器之間的相對運(yùn)動參數(shù)，并進(jìn)行雙向空空通信，軌道器和上升器會根據(jù)雷達(dá)提供的信號調(diào)整飛行姿態(tài)，直至軌道器上的對接機(jī)構(gòu)捕獲、鎖定上升器。這個(gè)過程中，微波雷達(dá)就像軌道器和上升器上的“眼睛”，讓它們能互相“看到”對方位置。

未來，月球或?qū)⒊蔀槿祟愒谔罩械摹吧谒保涸虑蚧夭粌H能為人類提供資源，獲取科學(xué)成果，也將成為人類前往遙遠(yuǎn)深空的中轉(zhuǎn)站。