4月1日，由國(guó)家航天局探月與航天工程中心和中國(guó)國(guó)家博物館共同主辦的“九天攬?jiān)隆袊?guó)探月工程20年”展覽在國(guó)家博物館對(duì)公眾展出。展覽全球首次對(duì)比展出月球正面、背面樣品，上百件珍貴實(shí)物與圖文史料首度集體亮相。
媒體記者在參觀長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭。新京報(bào)記者 浦峰 攝
■探展
月球正面、背面樣品全球首次同時(shí)展出
此次展覽中，最令人矚目的當(dāng)數(shù)全球首次同時(shí)展出的月球正面、背面樣品，包含月壤巖屑、粉末。通過(guò)展廳里的顯微鏡，觀眾能更清晰地觀察月壤的質(zhì)地。嫦娥五號(hào)從月球帶回的1731克月球樣品，是人類首次獲得的月表年輕火山巖區(qū)樣品。目前，國(guó)家航天局已向國(guó)內(nèi)100多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)放了科研樣品，取得了許多有價(jià)值的科研成果，比如發(fā)現(xiàn)了月球第六種新礦物“嫦娥石”等。
嫦娥五號(hào)從月球帶回的巖屑樣品。新京報(bào)記者 浦峰 攝
嫦娥六號(hào)返回器帶回的1953.3克月球樣品，是人類首次獲得的月球背面樣品。相比嫦娥五號(hào)樣品，嫦娥六號(hào)的月背樣品顏色略淺、堆積密度更小、顆粒來(lái)源也更為復(fù)雜。
展覽的一開(kāi)始，三位重磅級(jí)“天外來(lái)客”為觀眾開(kāi)啟了這場(chǎng)神奇又浪漫的外星之旅，它們分別是中國(guó)境內(nèi)現(xiàn)存最大的月球隕石、灶神星隕石和中國(guó)境內(nèi)現(xiàn)存最大的火星隕石。
中國(guó)境內(nèi)現(xiàn)存最大的月球隕石。新京報(bào)記者 浦峰 攝
從嫦娥一號(hào)開(kāi)啟中國(guó)深空探測(cè)篇章，到嫦娥三號(hào)攜“玉兔號(hào)”月球車首次在月面烙下中國(guó)印記，從突破月背中繼通信技術(shù)架設(shè)地月“鵲橋”，到嫦娥五號(hào)攜月壤凱旋……撥開(kāi)時(shí)間的脈絡(luò)，展覽以實(shí)物實(shí)證與歷史檔案相結(jié)合的方式，系統(tǒng)展示自2004年立項(xiàng)以來(lái)，中國(guó)探月工程走出的一條不凡之路。
在嫦娥一號(hào)工程展陳區(qū)，陳列著簽名版中國(guó)首次月球探測(cè)工程全月球影像圖，它是由嫦娥一號(hào)傳回的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)整合處理形成的。嫦娥一號(hào)搭載的CCD立體相機(jī)是一種圖像傳感器，隨飛行方向?qū)υ卤砟繕?biāo)進(jìn)行推掃式掃描，得到月表同一目標(biāo)的3個(gè)不同角度的圖像。拍攝同時(shí)，嫦娥一號(hào)搭載的激光測(cè)距儀記錄了月面的高程數(shù)據(jù)，這樣傳回的數(shù)據(jù)既有月表照片，還有與照片上地形相關(guān)的高度信息。經(jīng)科學(xué)家整合、處理，制成了我國(guó)第一張全月圖，分辨率為120米。
展廳里，擺放著一面特殊的國(guó)旗，它的原料是玄武巖礦?？蒲腥藛T將玄武巖粉碎、融化后再拉成頭發(fā)絲直徑大概三分之一的細(xì)絲，把它紡成線，用這樣織成的特殊布料做成“石頭版”織物國(guó)旗，可耐低溫、抗高溫，抗輻射，確保國(guó)旗在月面永不褪色。
如果常常觀看載人航天工程的直播，一定對(duì)返回器不陌生。在展廳里，觀眾能近距離觀看到嫦娥六號(hào)的返回器和降落傘。在嫦娥六號(hào)軌道器和返回器組合體距離地球5000多公里的時(shí)候，返回器就會(huì)下“車”，開(kāi)啟再入返回之旅。返回器雖然個(gè)頭小，但是再入大氣層的速度快，高溫?zé)撇豢杀苊狻楸ＷC返回器既防熱又抗燒蝕，嫦娥六號(hào)借鑒了嫦娥五號(hào)返回任務(wù)的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)不同部位耐燒灼和隔熱的具體需求與指標(biāo)，制備了一件量身定制的“貼心防熱衣”，保障其安全順利返回地球。
媒體記者在參觀用玄武巖織成的特殊國(guó)旗。后面是返回器。新京報(bào)記者 浦峰 攝
此外，YF-77發(fā)動(dòng)機(jī)也不容錯(cuò)過(guò)。它是我國(guó)首臺(tái)自主研制的大推力氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，也是我國(guó)第一型地面點(diǎn)火起飛的氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，目前用作我國(guó)新一代長(zhǎng)征五號(hào)、長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭的芯一級(jí)主動(dòng)力裝置。2016年11月，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭首飛取得圓滿成功，后將我國(guó)首枚火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”準(zhǔn)確送入軌道，并保障嫦娥五號(hào)、六號(hào)探月任務(wù)的圓滿成功。
“氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)最大的特點(diǎn)是環(huán)保，你可以看到它的下半部分表面有一條條螺紋，每一條螺紋都是一根管線，下面是出水口，這樣冷凝水就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火箭的快速降溫?！眹?guó)家博物館策展工作部副主任、策展人趙東亞說(shuō)。
媒體記者在參觀展覽。新京報(bào)記者 浦峰 攝
■現(xiàn)場(chǎng)
中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師回顧“高光時(shí)刻”
展覽正式開(kāi)放前，中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁驚喜現(xiàn)身，沿著時(shí)間的脈絡(luò)，回顧了探月之路的“高光時(shí)刻”。
預(yù)計(jì)嫦娥二號(hào)2028年左右能夠回到地球附近
2004年，中國(guó)正式開(kāi)展月球探測(cè)工程，并命名為“嫦娥工程”。2007年，我國(guó)第一顆探月衛(wèi)星嫦娥一號(hào)發(fā)射，依據(jù)其傳回的月球地形地貌數(shù)據(jù)，我國(guó)第一幅全月球影像圖制作完成并發(fā)布?！斑@幅圖是拼接而成，在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，分辨率還是很高的?！眳莻ト收f(shuō)。展廳里的月球影像圖上有繞月探測(cè)工程總指揮欒恩杰，總設(shè)計(jì)師孫家棟，副總設(shè)計(jì)師陳炳忠、姜景山、龍樂(lè)豪以及月球應(yīng)用科學(xué)首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)的簽名，足見(jiàn)這幅圖像的珍貴及科學(xué)家們當(dāng)時(shí)的喜悅。
吳偉仁介紹，作為嫦娥一號(hào)的備份星，嫦娥二號(hào)測(cè)量的精度更高，對(duì)月成像分辨率比嫦娥一號(hào)提高了很多，還成功飛越探測(cè)了“圖塔蒂斯”小行星等?！巴瓿扇蝿?wù)以后，它現(xiàn)在正繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，成為世界上第一顆繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的人造行星。我們預(yù)計(jì)，2028年左右它能夠回到地球附近，希望那時(shí)候能和它見(jiàn)面，探測(cè)到它的信號(hào)?！?/p>
利用拉格朗日L2點(diǎn)巧妙解決地月通信問(wèn)題
2013年，長(zhǎng)征三號(hào)乙加強(qiáng)型火箭成功將嫦娥三號(hào)探測(cè)器發(fā)射升空，實(shí)現(xiàn)中國(guó)首次對(duì)地外天體的直接探測(cè)。吳偉仁表示，嫦娥三號(hào)是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)月面軟著陸和巡視勘察，技術(shù)上有很多困難，要實(shí)現(xiàn)一次成功面臨很大的挑戰(zhàn)，“要解決安全著陸的問(wèn)題，其中一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)是動(dòng)力系統(tǒng)一定要非常先進(jìn)。有些國(guó)家采用多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)來(lái)控制推力，誤差較大。在降落到月球表面過(guò)程中，月球引力不斷變化，嫦娥三號(hào)的推進(jìn)劑也在不斷變化，多種變量疊加在一起，如何精準(zhǔn)控制？為此，我們研制了我國(guó)第一臺(tái)7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，只需要控制這一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，就破解了嫦娥三號(hào)著陸減速的難題?！?/p>
著陸的問(wèn)題解決了，下一步，開(kāi)展月球勘測(cè)，月球車登場(chǎng)了。當(dāng)首輛月球車“玉兔號(hào)”脫離嫦娥三號(hào)的懷抱，便留下了第一道“中國(guó)足跡”。展覽現(xiàn)場(chǎng)，吳偉仁指著“玉兔號(hào)”月球車的模型解釋道：“玉兔車的輪子是篩網(wǎng)輪，每隔一段有一個(gè)鋸齒形的結(jié)構(gòu)，叫棘爪，為什么要采用這兩種結(jié)構(gòu)？因?yàn)槲覀円膊恢澜德涞攸c(diǎn)是什么地質(zhì)結(jié)構(gòu)，可能像地球上的沙漠一樣，不論軟還是硬，要能夠保證車子開(kāi)得動(dòng)，同時(shí)穩(wěn)穩(wěn)地抓住月面，保證行駛安全。”
在實(shí)現(xiàn)月球正面著陸后，科學(xué)家們又把目光投向了更為神秘的“月背”。2019年1月3日，嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面著陸，實(shí)現(xiàn)了人類探測(cè)器首次月背軟著陸。
“地面和月球背面不能通信，看不到月球背面怎么辦？我們最終確定將拉格朗日L2點(diǎn)作為‘鵲橋’中繼星使命軌道，實(shí)現(xiàn)了嫦娥四號(hào)與地球之間的通信?！眳莻ト收f(shuō)，拉格朗日點(diǎn)其實(shí)是引力的平衡點(diǎn)，當(dāng)“鵲橋”中繼星被放置在L2點(diǎn)時(shí)，可以隨著月球同步公轉(zhuǎn)，而不消耗能量。
根據(jù)月球樣品解碼月球“死亡”時(shí)間
之前的嫦娥系列探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了中國(guó)探月工程規(guī)劃的“繞”和“落”，而嫦娥五號(hào)和嫦娥六號(hào)則真正實(shí)現(xiàn)了“回”，開(kāi)啟了月球“挖寶”的新征程。不同的是，嫦娥五號(hào)是在月球正面進(jìn)行采樣返回，嫦娥六號(hào)是在月球背面進(jìn)行采樣返回。
“嫦娥六號(hào)背面采樣的最大難度是周期很長(zhǎng)，要花幾十個(gè)小時(shí)，這幾十個(gè)小時(shí)信號(hào)不能中斷，于是我們研制了鵲橋二號(hào)，保證采樣期間信號(hào)的連續(xù)性?！眳莻ト收f(shuō)。
返回也是一個(gè)問(wèn)題，吳偉仁介紹，嫦娥五號(hào)和嫦娥六號(hào)都是以宇宙第二速度返回地球，產(chǎn)生高過(guò)載量，可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)造成損壞，甚至在空中解體。另一方面，2000多攝氏度的高溫問(wèn)題也需要解決，于是，科學(xué)家們采取了‘打水漂’式著陸技術(shù)，即嫦娥六號(hào)返回器進(jìn)入大氣層后，借助大氣層提供的升力躍出大氣層，然后重新落入大氣層，返回地面。“通過(guò)‘打水漂’技術(shù)，我國(guó)的控制技術(shù)提升到嶄新的水平。”吳偉仁說(shuō)。
展廳里，安靜擺放著嫦娥五號(hào)和嫦娥六號(hào)取回的月球樣品。吳偉仁介紹，一般人們認(rèn)為，月球早就已經(jīng)死亡，它不像地球一樣，內(nèi)部是有液體流動(dòng)的，能產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)人類活動(dòng)產(chǎn)生作用?！版隙鹞逄?hào)帶回的樣品顯示，20億年前，月球壽命還存在。通過(guò)對(duì)月球樣品的分析，我們能夠知道，月球是在什么時(shí)候死亡的，對(duì)研究生命的起源、宇宙的起源、人類的起源有重要意義?！?/p>
嫦娥七號(hào)南極尋水冰，嫦娥八號(hào)探究“月球上蓋房子”
未來(lái)，中國(guó)探月工程還會(huì)有哪些任務(wù)？人類何時(shí)可以再次實(shí)現(xiàn)登月？
據(jù)了解，嫦娥七號(hào)將在月球南極開(kāi)展一次綜合探測(cè)，其中一個(gè)重點(diǎn)目標(biāo)是尋找水冰等物質(zhì)?！叭绻軌蛘业剿?，會(huì)是一個(gè)非常大的發(fā)現(xiàn)，所以嫦娥七號(hào)任務(wù)艱巨。”吳偉仁透露，“嫦娥八號(hào)則是建立月面通信系統(tǒng)、能源系統(tǒng)，還有‘月面打磚’，為以后利用月壤建房子打基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)“就地取材”。目前，已開(kāi)展研制第一臺(tái)在月球‘打磚’的機(jī)器，可以利用高溫將月壤融化，通過(guò)3D打印技術(shù)打印成不同規(guī)格的磚。未來(lái)10年、20年都要以月球科研站為抓手，把探月工程更多地向前推進(jìn)?！?/p>
“從長(zhǎng)期來(lái)看，無(wú)人探測(cè)仍然是重點(diǎn)，因?yàn)槌杀镜?、風(fēng)險(xiǎn)低，不需要人操作，不過(guò)，短時(shí)間的人員登月也是重要標(biāo)志，即‘短期有人參與、長(zhǎng)期無(wú)人參與’。”吳偉仁說(shuō)。
■展覽信息
地點(diǎn)：中國(guó)國(guó)家博物館南6、南7展廳
展期：4月1日對(duì)公眾開(kāi)放，作為探月工程20年系列活動(dòng)的首站，展覽為期2個(gè)月。
記者/展圣潔
編輯/張磊
校對(duì)/李立軍
運(yùn)營(yíng)編輯/劉茜賢
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