中國航天日（4月24日）。

這一天，正是“東方紅一號”衛(wèi)星發(fā)射成功的紀(jì)念日。

今年與往常有所不同，“東方紅一號”要在太空中度過它50歲的生日了，中國航天器的太空之旅，也經(jīng)歷了整整50年。

從近地點(diǎn)441公里的“東方紅一號”，到3.6萬公里高度的“東方紅二號”，從38萬公里的“嫦娥一號”，再到1億公里的“嫦娥二號”，50年來，中國航天的腳步，一直在邁向更遙遠(yuǎn)的太空，從未停歇。

讓我們沿著前輩們的足跡繼續(xù)向前，去看看未來的中國航天，將會(huì)去探尋深邃太空中的哪些奧秘。

Part.1

九天攬?jiān)?/p>

作為地球的鄰居，月球?qū)Φ厍虻挠绊懯稚钸h(yuǎn)，很多生命現(xiàn)象與月相及月球公轉(zhuǎn)周期有關(guān)。

而無數(shù)的夜晚，皎潔的月光還匯集了人類自古以來對月球的各種想象。

對于中國航天而言，月球，更是邁向深空的前哨站。

早在1991年，我國的航天人就開始把目光投向了月球；2004年，我國探月工程正式立項(xiàng)；

2007年，“嫦娥一號”發(fā)射升空，開啟了我國月球探測的第一段旅程。

隨后，我國接二連三地向月球及周邊發(fā)射了一系列航天器。

除大家耳熟能詳?shù)摹版隙稹毕盗兄?，還有2014年發(fā)射的“嫦娥五號T1”試驗(yàn)器，以及2018年發(fā)射的“鵲橋號”地月中繼衛(wèi)星和“龍江”小衛(wèi)星兄弟。

嫦娥大家族的主要成員 

圖片來源：國家航天局

時(shí)至今日，“嫦娥四號”和“玉兔二號”已經(jīng)在月球背面度過了近500天，并且還在繼續(xù)辛勤工作。

她們實(shí)現(xiàn)了世界首次月球背面的軟著陸，“玉兔二號”每一個(gè)新的車轍印，都是中國航天新的腳步，也是人類月球探測的一大步。

一年多來，她們用人類打造的儀器，去探尋月球深處的構(gòu)造（測月雷達(dá)），以及宇宙深處的信號（低頻射電望遠(yuǎn)鏡），受到地球磁場的影響，這些信號是在地球乃至月球正面都難以觀測的。

嫦娥五號 

圖片來源：CNTV

今年，“嫦娥五號”將要啟程，實(shí)現(xiàn)我國月球探測“繞、落、回”三個(gè)步驟中的最后一步。

順利的話，這次探測還將讓人類在44年以來，再次帶回月球饋贈(zèng)的“伴手禮”。

整個(gè)“嫦娥五號”由軌道器、著陸器、上升器、返回器組成，并設(shè)計(jì)了復(fù)雜的分離和對接方式。而這樣復(fù)雜的多次交會(huì)對接，將全部自動(dòng)完成。

從月球返回的難度也不容小覷，“嫦娥五號”返回地球的速度將達(dá)到第二宇宙速度（11.2km/s），比我們常見的飛船返回速度高出近50%。

如果以這個(gè)速度從北京到上海，只需要不到兩分鐘。而如果直接沖入大氣層，很可能被徹底燒毀。

為了讓返回艙安全著陸，嫦娥五號采用了“打水漂”的方式，即第一次返回時(shí)被大氣層彈回太空，再進(jìn)行第二次返回。這一技術(shù)，已經(jīng)在“嫦娥五號T1”試驗(yàn)器上得到了驗(yàn)證。

“嫦娥五號T1”還為“嫦娥五號”拍下了預(yù)定采樣區(qū)的照片。

嫦娥五號T1對嫦娥五號預(yù)定采樣區(qū)遙感成像圖 

圖片來源：國家航天局

這些航天器及配套的地面設(shè)施，為我國的深空探測打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

完成月球“繞、落、回”的目標(biāo)，對中國航天而言，只是一個(gè)開始，探月之旅仍在繼續(xù)。

2019年4月18日，在完成“嫦娥四號”國際載荷數(shù)據(jù)交接的同一天，中國航天向全世界征集“嫦娥六號”科學(xué)載荷。

根據(jù)以往的情況，由于前往外星球的船票一票難求，不少科研機(jī)構(gòu)和科學(xué)家們一直盯著“嫦娥”系列這樣的機(jī)會(huì)。

“嫦娥六號”計(jì)劃實(shí)現(xiàn)月球南極采樣返回，這將是人類首次從月球南極帶回標(biāo)本。月球南極是近些年來月球炙手可熱的探測區(qū)域，這片區(qū)域有月球最古老的盆地，并且可能蘊(yùn)含著一定量的水冰，因此成為目前絕大多數(shù)月球著陸器的首選目標(biāo)。

在未來，“嫦娥七號”也計(jì)劃出征月球南極，這是一個(gè)包羅萬象的豪華套餐，計(jì)劃一次性囊括軌道器、中繼星、著陸器、月球車，甚至還有一個(gè)能在月表“飛”的飛躍探測器?！版隙鹌咛枴焙廊A套餐將極大地豐富我們對月球的認(rèn)識。

這還沒完，等到了“嫦娥八號”，航天工程師們打算在月面上，嘗試“3D打印”房子等關(guān)鍵技術(shù)，開始著手在月球上建造真正的航天前哨站。

中國航天的九天攬?jiān)轮?，將?huì)愈發(fā)的精彩。

Part.2

螢火征途

離地球最近的天體是月球，而離地球最近的大行星，就是火星，啊不對，金星了。

等等，是不是感覺不太對勁？為什么很少聽到金星探測的消息？

人類對于選擇探測的目標(biāo)是非常慎重的，因?yàn)樾枰Ｗo(hù)一些天體，或者，保護(hù)自己的“探測器”……

比如，對木衛(wèi)二的探測就十分謹(jǐn)小慎微，通常都采用飛掠的探測策略，避免污染其可能蘊(yùn)含生命的液態(tài)海洋；

再比如，對金星的探測就十分瞻前顧后，通常都采用不去的探測策略，避免金星高溫高壓、有硫酸的大氣對“探測器”的極度摧殘；

40年前，金星13號和14號姊妹星留下目前人類最后一批金星地面照片

圖片來源：俄羅斯科學(xué)院

而另一個(gè)鄰居，火星，就友善得多了。

火星和地球也有更多的相似之處，這也引發(fā)了人類對火星極大的興趣——火星，可不可以改造成為下一個(gè)地球？

每隔26個(gè)月，地球都會(huì)迎來一個(gè)最優(yōu)火星探測窗口，這一次，是在今年的7月。

本次探測窗口中，有一個(gè)與以往不同、十分令人矚目的新成員，那就是我國計(jì)劃首次自主發(fā)射火星探測器“火星一號”（暫命名）。

我國火星著陸器和火星車模型 

圖片來源：Wikipedia

“火星一號”也是世界上第一次，在首次計(jì)劃中就要一次性完成火星繞（軌道器）、落（著陸器）、巡（火星車）的目標(biāo)，難度可想而知。

這一選擇絕非毫無底氣的冒險(xiǎn)，“火星一號”充分借鑒了“嫦娥”系列繞、落、巡的經(jīng)驗(yàn)。

為了解決探測火星的一系列難題，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)也一直在緊鑼密鼓地進(jìn)行。

就在去年的11月14日，我國對外公開展示了火星著陸器懸停避障試驗(yàn)，“著陸器”在70米高空與塔分離，在67米的高度懸停，并自主避障，下降到20米的高度。

在這座亞洲最大的地外天體著陸綜合試驗(yàn)場內(nèi)，科研人員模擬各種“火星一號”將要遇到的困難。

“火星一號” 官方圖片 

圖片來源：CASC

“火星一號”只是中國航天在火星探測上初試牛刀。

接下來，中國的火星探測將嘗試一個(gè)前所未有的挑戰(zhàn)——火星采樣返回。

這是一個(gè)全世界都還沒實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，也是中國航天想要突破的一個(gè)創(chuàng)舉。

Part.3

小人國探秘

在《格列佛游記》中，有對小人國的描寫，太空中也有小人國——太陽系分布著海量的小行星和彗星。

近些年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這群看似不起眼的小人國公民，卻很可能擁有著太陽系起源，甚至是生命起源的部分奧秘。

在天文學(xué)家們看來，太陽系中較大的天體，甚至包括月球在內(nèi)，都經(jīng)過了漫長的行星分化，現(xiàn)在的構(gòu)造和形成時(shí)的構(gòu)造已經(jīng)滄海桑田了。

最簡單的例子是，盡管地球已經(jīng)四十多億的高齡了，但在地球表面找到一塊30億年前的巖石十分罕見；可是，在月球上找一塊古老的巖石要容易的多（如前面提到的月球南極）；而在小行星上，則更加容易——遍地都是古老的巖石。

有些小行星還富含有機(jī)物，那么就可以借此了解太陽系早期有機(jī)物的一些情況，從而幫助我們了解生命的起源。

早在2012年，“嫦娥二號”就實(shí)現(xiàn)了我國的首次小行星探測任務(wù)，結(jié)果表明4179號小行星很可能是由兩個(gè)天體組成的，這一成果發(fā)表在了《自然》雜志上。

嫦娥二號拍攝的小行星 

圖片來源：國家航天局

不過，“嫦娥二號”只是發(fā)揮余熱，兼職探測小行星的，中國航天在探秘“小人國”上，還有更多的想法。

于是，專門探測太陽系小天體的任務(wù)應(yīng)運(yùn)而生。

首個(gè)專門探測小天體的探測器可能被命名為“鄭和號”，它將一次性囊括探測小行星、彗星，并將小行星的樣本送回地球等多項(xiàng)任務(wù)，是一個(gè)強(qiáng)大的多面手。

“鄭和”將要拜訪的小天體都各有千秋。

小行星2016HO3是一顆地球的“準(zhǔn)衛(wèi)星”，這顆小行星在近幾百年內(nèi)幾乎和地球形影不離。不過，即便如此，人類還從來沒拜訪過這一類特殊的小行星。

彗星133P/Elst-Pizarro不同于以往的彗星，這是小行星帶中發(fā)現(xiàn)的第一顆彗星，將有助于理解小行星和彗星之間的角色轉(zhuǎn)換。

這些特殊的“小人國”公民蘊(yùn)含了太多的故事，并且這些故事都從未有探測器涉及，實(shí)在令人神往。中國航天也有望在這一次探索中，收獲一系列的世界首次。

2019年4月，中國航天在向全世界征集 “嫦娥六號”科學(xué)載荷的同一天，開始征集“鄭和號”的科學(xué)載荷，這次探測可以說已經(jīng)是板上釘釘?！编嵑吞枴鳖A(yù)計(jì)2022年前后發(fā)射，將持續(xù)探索到2031年左右。

預(yù)計(jì)在整個(gè)21世紀(jì)的20年代，我們都會(huì)不斷看到，“鄭和號”揭開小天體眾多秘密的新聞，非常值得期待。

鄭和號的旅途 

圖片來源：Zhang et al,& Haibaraemily

Part.4

更遙遠(yuǎn)的巨人國

除了小人國，太陽系中還有巨人國。

在這群“巨人”當(dāng)中，最大的巨行星就是木星。

木星系有79個(gè)“月亮”，其中尤以木衛(wèi)二和木衛(wèi)四最為特別，兩顆行星都蘊(yùn)含著海洋。

其中，木衛(wèi)二的海洋非常深，且地質(zhì)運(yùn)動(dòng)活躍，有孕育生命的可能?？茖W(xué)家們期盼著對這些木衛(wèi)的進(jìn)一步了解。

中國航天的下一個(gè)目標(biāo)，就在這片區(qū)域，前期的科學(xué)目標(biāo)和技術(shù)攻關(guān)都在如火如荼地開展，估計(jì)到2036年前后，我國的木星及木星系探測器就會(huì)啟程。

緊隨木星及木星系探測器之后的，是天王星的探測計(jì)劃。天王星是太陽系體積第三的行星，僅次于木星和土星。

人類目前唯一的一次天王星近距離觀測，還是在1986年。來也匆匆去也匆匆的“旅行者2號”并沒有環(huán)繞天王星，只是雁過留痕。此后，一直沒有探測器到達(dá)過天王星。

預(yù)計(jì)我國的天王星探測器，大約會(huì)在2046年前后發(fā)射。

以上內(nèi)容，只是我國深空探測的冰山一角，中國航天從來都有著更遠(yuǎn)大的目標(biāo)，也從不會(huì)停下邁向深空的腳步。

如同我國的航天前輩一樣，現(xiàn)在和未來的中國航天人將會(huì)不斷開拓進(jìn)取，打造更多、更遠(yuǎn)、更復(fù)雜的深空探測器，去揭開更多太空中的神秘面紗。

最后，也要向仍在地球軌道上飛行的東方紅一號說一聲：“生日快樂！”出品：科普中國制作：鸑鷟鹓鶵

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