欧洲“SMART-1号”和美国NASA的新探月计划说明,不利用月球当地的资源,人类就无法在太阳系乃至宇宙中走得更远
国际先驱导报文章 格林尼治时间11月15日晚,欧洲首个月球探测器“SMART-1号”点燃发动机,向近月轨道进发。这个于2003年9月27日发射的探测器,在经历了漫长旅程之后,终于接近月球和地球的轨道边界了。欧洲航天局表示,到2005年1月,该探测器还会进一步接近月球,进入最终围绕月球飞行的轨道。
“SMART-1号”肩负两项主要任务:其一,测试一种全新的离子推进技术,这种潜在的动力技术,能够在宇宙飞船进行延长飞行时提供动力;其二,绘制第一张全面的月球表面成分组成图。一旦进入最终绕月飞行轨道,“SMART-1号”将用X射线分光仪对月球地壳的构成进行探测。这将在一定程度上推进对于继续探索月球、火星甚至更远太空意义重大的“现地资源利用”(In-SituResourceUtilization,简称ISRU)技术的发展。
ISRU是通过采集和加工处理探索地的原料和能源来支持人类和机器人探险的技术,对于载人太空飞行的成功是至关重要的。多年来,由于缺少长期的载人太空探险项目,科学界对于ISRU的研究进展缓慢。然而,随着人类探索宇宙的速度加快,ISRU的研究热将在全球范围内展开。
夏威夷大学地球物理学和行星学教授杰弗里·泰勒指出,接下来最重要的一步是确保ISRU成为探索任务中不可或缺的一部分。他强调,如果不大量利用当地的资源,我们将无法让宇航员在其它行星表面呆很长一段时间。月球是“练兵场”
由于与地球的距离较近,对于测试改进ISRU自动化机械以及进行地球外加工和处理,月球被视为一个比较理想的“练兵场”。
奥尔德多米宁大学航空工程学教授罗伯特·阿什指出,由于国际空间站的能力有限,难以支持人类完成火星之旅,月球就应该作为一个实验点,人类能够从在月球表面进行的操作学到足够多的技能,以此作为把宇航员送到其它行星去探险的资本。而且,地月之间的通讯时间滞后只有1.28秒,万一出现问题,地球上的工作人员还能帮得上忙。如果设备在月球上发生故障,人们还有可能把它带回地球进行维修。
由于缺少载人航天项目,为了进一步发展ISRU技术,就只有在地球上进行模拟实验。因而,实验室对于新的月球模拟土壤的需求越来越大。
多年前,NASA(美国国家航空航天局)的约翰逊航天中心赞助开发出了一种叫做JSC-1的月球模拟土壤。JSC-1模拟了月球表明阴暗区土壤标本的属性,主要用于帮助工程师测试和验证在月球上进行建筑、材料处理、发掘、控制灰尘、农业生产、制造氧气和烧结等行为的可能性。
现在,上一次研制出来的JSC-1大部分已经用完。对于月球土壤模拟原料的迫切需求,NASA的马歇尔航天中心和约翰逊航天中心协作,决定在明年1月24日到26日召开一个会议,希望能够确定月球模拟土壤的供应、生产和配送的条件,以便帮助发展ISRU技术。月球是“补氧站”
另外,“SMART-1号”此次对月球表面进行观察中最重要的一项就是测定月球的水和其它资源的情况。科学家认为,在月球的两极有广大的黑暗区域,这代表了冰储存的可能地点。位于月球南北两极永远处于阴影中的环形山,完全可能充当巨大的冰库,其中的水分子来自彗星对月球的冲撞。
冰是一种重要的资源。如果彗星在月球上“降水”的设想成立的话,冰的存在很可能意味着氨、甲烷、二氧化碳等一些化学物质也存在于月球上。
即使冰不存在,也并非意味着努力将白费。NASA勘探系统办公室的罗伯特·韦正指出,大规模开发的优势主要在于氧的生产,而并非水的生产。在月球上,氧是一种充足的资源。提取出来的氧可以用于人的生命需求以及交通工具的推进氧化剂。而从地球到月球,氧的运输费用之高是极不经济的,这足以确保人们对月球制氧展开严肃的研究。美国探月“三步走”
据悉,最近NASA起草了一个月球探索的“三步走”计划:第一步,进行一次简单的、历时7天的近月球赤道的短暂停留;第二步,进行多次的短暂停留,但是宇航员能够去到月球其它地点;第三步,宇航员在月球上的一个地区(比较合适的地点在两极附近)能够停留短期和中长期时间。
科学家普遍关切,在这个计划中需要摸索的是,ISRU技术如何才能适应不同的月表状况,从中能够吸取哪些教训为以后人类的火星之旅做准备。(杨玲)