“勘、建、用”指的是建立多功能月球机器人科研站 , 如今这个诞生于七八年前的概念再次被“国际月球科研站”赋予了新的生机 , 该站规划的三个发展阶段同样是“勘、建、用” , 最终落脚点在“用” , 那么新的大三步战略即演变为“探、用(登)、驻” 。
嫦娥探月工程的最高目标不再局限于“载人登月”
国际月球科研站“勘、建、用”三步走规划时间表:
“勘”指的是对月球环境和资源进行勘察 , 并为国际月球科研站的建设选址 , 验证高精度月面着陆技术 , 此阶段技术至2025年实现;
“建”是指至2030年建成月面科研站的基本型 , 在实际发射任务中检验大承载货物月面到达能力 , 以及确保月面高精度软着陆技术;
“用”指的是到2035年基本建成国际月球科研站 , 完成在轨和月面能源、通讯、月面运输等基础设施部署 , 进而达到用的状态 。
国际月球科研站的两大合作伙伴
“勘、建、用”三步走也可以划分为两个阶段 , 即以2030年为时间节点 , 2030年前建成月球科研站基本型 , 2030年之后则是国际月球科研站的集中建设期 , 到2035年初步建成并全面投入使用 。
月球科研站基本
正在月球背面开展原位与巡视探测的嫦娥四号已经被划入“探月四期任务”
也就是说 , 除已经并正在实施的嫦娥四号月背探测任务 , 在接下来9年时间里还将发射3个嫦娥系列月球探测器 , 其中嫦娥六号与嫦娥七号将在2025年年底前完成发射 , 他们担负的任务是“勘、建、用”规划中的第一步“勘” 。
加上俄罗斯计划发射的3个月球探测器 , 在此阶段(勘)总计将有5个探测器发射任务 , 分别是嫦娥七号、嫦娥六号、月球-25、月球-26、月球-27 。
先来看中方探测器 , 首先发射的将是先于嫦娥六号发射的嫦娥七号 , 预计发射时间是2023年左右 , 之所以跳号发射主要是因为任务协作与分工的不同 。
随着空间进入能力的日渐增强 , 深空探测的舞台也将越来越大 。
可以说自嫦娥四号之后我国发射的月球探测器基本都将告别小块头时代 , 嫦娥七号发射质量与嫦娥五号一样同为8吨级探测器 , 这一规模是俄月球-25号探测器的4.5倍 , 将由长征五号火箭发射 , 这是一款“五器合体”的大规模月球探测器 , 它将对月球进行一场为期8至10年的深度月球旅游 。
五器合体指的是:轨道器、着陆器、中继星、巡视器、飞跃探测器
嫦娥七号探测器构型图
轨道器负责整个探测器的地月转移飞行 , 并负责将各探测器送至预定初始绕月轨道 , 在完成摆渡车任务后 , 它还将摇身一变为一颗高价值绕月探测卫星 , 该舱段配置的高分辨率月球遥感相机将在具备世界顶尖分辨率的同时 , 还可以拥有数倍于同行的成像幅宽 , 因此可以更加高效地获取月面高分辨率影像 。
轨道器还搭载了足以媲美高分辨光学相机的合成孔径雷达相机 , 这台相机可以不惧黑夜 , 直接对月球极区永夜坑进行高分雷达成像 。
嫦娥七号五大舱段最先分离的是中继星 , 这是一颗运行在月球大椭圆倾斜冻结轨道的中继通信卫星 , 别看它个头不大 , 能力却是相当出众 。
嫦娥七号中继星分离效果图?
以当前正运行于地月拉格朗日L2点的鹊桥中继星为例 , 它最多只能同时服务两个探测器 , 而嫦娥七号中继星却能同时服务10个探测器 , 且在轨服役时间、通信速率等指标相较于鹊桥星 , 均实现了翻倍 。
嫦娥七号着陆器将验证一项在此前嫦娥探月绕落回三步走任务中尚没有攻克的技术 , 就是“定点着陆技术” 。
“月球科研站”之所以能够称为“站”必然需要多个探测器部署在同一区域 , 这就要求各落月探测器有足够高的落月位置精度 , 因此定点着陆是建设月球科研站必须攻克的一项门槛技术 。
阿波罗12号(远处)定点降落在勘测者3号无人探测器(近处)附近
半个世纪前阿波罗12号就曾降落在距离勘测者3号探测器仅163米的着陆点 , 不过这属于人工控制精确降落 , 而我们的月面科研站需要在无人状态下实现精准定点降落 , 后者难度更大 。
如今正在月球背面开展探测任务的嫦娥四号探测器此前曾计划降落在月球正面嫦娥三号附近 , 也就是说从那时开始我们就在考虑突破定点着陆技术 , 只是考虑到月球背面探测可以获得更多的科学探测成果 , 所以没有急于在那一时期攻克这项技术 。
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