“智能1号”实现两大技术突破
欧洲“智能1号”探测器3日按预定计划击中月球。然而欧洲航天局津津乐道的不只是探测器成功完成“精彩一击”,“智能1号”在近3年的使命中实现两大技术突破更让欧航局兴奋不已。
首先,“智能1号”在飞行过程中成功实现了空间激光通信联络。这种技术以往只用于卫星与地球的联络,在太空探测器与地球间的联络中则是首次使用。这证明了该技术在探测器高速度、远距离飞行时也同样可靠。
空间激光通信是指用激光束作为信息载体进行的空间通信。与传统微波通信相比,空间激光通信使用的波长比微波波长明显短,具有高度相干性和空间定向性,这决定空间激光通信具有通信容量大、器材重量轻、功耗和体积小、保密性高等优点。
其次,欧航局为探测器装备的太阳能离子发动机测试获得了成功。测试太阳能离子发动机,其实是“智能1号”为期近3年的探月之旅最主要的任务。太阳能离子发动机可将太阳能转化为电能,再通过电能电离惰性气体原子,喷射出高速氙离子流,为探测器提供主要动力。
人类为何对月球“情有独钟”
从100多年前法国小说家凡尔纳发表科幻名作《从地球到月球》开始,人类就一直在构想如何实现对月球的实地探测。然而被人类赋予了许多情思的月球,实际上已经濒临“死亡”。从科学角度来分析,月球表面的环境非常严酷,完全不是人们想象的那么美好。尽管如此,近半个世纪以来月球仍然不断听到来自地球的探测器的“叩门声”,它的魅力到底在哪里?
月球的主要内部能量已于31亿年以前释放殆尽。现在的月球是一个古老的星体。然而月球上有两种资源将会给地球带来重大贡献,为解决人类面临的能源问题提供新思路。一是月球上可接收到丰富的太阳能;二是月球矿藏丰富,尤其是富含核聚变燃料氦-3。
测算表明,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦。假设使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池板每小时可发电2.7千瓦时。从理论上来说,可以在月球表面无限制地铺设太阳能电池板,获得丰富而稳定的太阳能。
据估计,月球土壤里含有大约100万吨至500万吨氦-3,具有巨大的开发利用前景。如果把氦-3作为可控核聚变燃料,它将是人类社会长期、稳定、安全、清洁和廉价的燃料资源。氦-3资源将有可能成为解决今后地球人类长期能源发展需求的重要原料。
今后一旦人类在月球建立基地,就可以直接利用氦-3作为火箭的燃料,在月球上建立发射场,以发射各类航天器。由于引力小和无风等诸多原因,在月球上发射航天器的优势远远大于地球。此外,从月球观测太空有比地球好得多的天气条件。因此在月球建立基地也将对人类进一步探索外太空起到重要帮助。 |