亚太日报 丹玮
周二,一艘日本航天器启程飞往火星,开启了一项前所未有的探索任务——探访火星神秘的卫星,并带回样本。
全球五大航天机构携手开展了这项为期五年的任务。
计划尝试将一个机器人探测器和一辆漫游车降落在“火卫一”(Phobos)上——它是火星两颗小型卫星中较大且距离较近的一颗。
负责主导这一大胆采样任务的日本宇宙航空研究开发机构(JAXA),在黎明前从位于种子岛的日本主要航天发射中心发射了该航天器。
一小时后,随着航天器按计划与火箭上面级成功分离,相关官员宣布发射取得圆满成功。
飞行控制中心的工作人员随即爆发出热烈的掌声,他们纷纷起身,握手相拥,难掩激动之情。
尽管美国国家航空航天局(NASA)在过去50年里已成功让9艘航天器在火星着陆,中国也于2021年实现了火星着陆,但此前从未有人涉足过“火卫一”或其“伙伴”——“火卫二”。
此外,也从未有人成功从火星或其卫星带回过样本。
如果任务成功,来自“火卫一”的尘埃、土壤和岩石样本将于2031年抵达地球。
参与该项目的NASA天体物理学家汤姆·斯塔特勒(Tom Statler)表示:“现场充满了肾上腺素飙升的快感和极度的兴奋,令人惊叹不已。
”
日本在这一领域拥有先发优势,此前已成功完成过两次小行星采样返回任务。
“火卫一”是一块形状不规则、酷似土豆的岩石,直径仅约14英里(约22.5公里)。
通过研究其样本,科学家们或许能揭开火星卫星——乃至其他天体卫星——的起源之谜。
这项耗资5.78亿美元的任务被称为“火星卫星探测”(Martian Moons Exploration,简称MMX)。
该任务所使用的航天器重达5吨,预计将于明年夏末抵达火星。
它将进入与“火卫一”绕火星运行轨道同步的轨道,随后释放出一辆由法国和德国联合研制的漫游车——“Idefix”(该名称取自漫画《高卢英雄历险记》中那只白色梗犬的名字)。
Idefix的体积与微波炉相当,它将自行降落在“火卫一”表面。
由于“火卫一”的引力极低,它在着陆后会弹跳数分钟,最终才会停稳。
这台四轮探测器具备自动扶正功能,即便“底朝天”着陆也能自行翻转过来。
不过,法国国家太空研究中心(CNES)的朱利安·巴鲁克(Julien Baroukh)指出,如果探测器陷入松软的土壤,或是被卡在岩石缝隙中,情况就不好说了。
他还补充道,一旦探测器的太阳能电池板展开,它就无法再进行自我扶正了;正因如此,它的移动速度极其缓慢,仅为每秒 1 毫米。
据巴鲁克介绍,Idefix将在“火卫一”上执行为期100天的“安全侦察”任务。
日本的飞行控制团队希望通过它来避开松散的尘土和崎岖的地形,以便在2028年末或2029年,让母船——一个四足固定式着陆器——能够顺利降落在火卫一表面并采集样本。
该着陆器在“火卫一”表面停留的时间仅为两小时,其间它将进行钻探并收集至少10克(约三分之一盎司)的物质,随后便会起飞返回太空。
在2030年离开火星周边区域之前,它还将通过一系列近距离飞掠,对“火卫二”进行研究;此后,它将启程返回地球,预计于2031年将样本送达澳大利亚沙漠。

这是一项充满风险的挑战,沿途可能散布着各种航天器残骸。
这两颗卫星的名字听起来并不怎么令人安心:“Phobos”(火卫一)在希腊语中意为“恐惧”,而“Deimos”(火卫二)则意为“惊骇”。
它们是战神阿瑞斯(Ares)的孪生子。
此前,俄罗斯曾三次尝试探测火卫一,但均以失败告终;他们在其他火星探测任务中也屡屡受挫。
日本此前仅有的一次火星任务,也未能成功让探测器进入火星轨道。
即便是美国国家航空航天局(NASA),在试图解答“火星上是否曾经存在过生命”这一重大科学问题时,也经历过不少失败。
通过研究火星的卫星,科学家们希望弄清火卫一和火卫二是否形成于远古时期火星与一颗撞击天体发生碰撞之后。
另一种可能性是,这些卫星原本是游荡的小行星,后来被火星的引力所捕获。
无论哪种情况,科学家们都期待在火卫一上发现火星的痕迹。
这意味着这些样本具有“一举两得”的极高价值,不仅有助于揭开行星与卫星形成的奥秘,甚至可能为探寻生命的起源提供线索。
NASA行星科学代理主任琳赛·海斯(Lindsay Hays)表示,这些研究成果将有助于规划未来的火星任务,包括载人火星探测任务。
德国航空航天中心(DLR)的火星车项目负责人马库斯·格雷本斯坦(Markus Grebenstein)说:“这是一个千载难逢的机会。
我们参与的是首次从火星系统进行样本返回的任务。
”
并非只有日本一家在寻求获取火星岩石与土壤中所蕴含的科学宝藏。
中国计划于2028年发射一项火星采样返回任务;与此同时,NASA仍在商讨如何回收由“毅力号”火星探测器——这位地外探测领域的“新冠军”——所采集的30多个样本管。
在从火星系统带回样本的竞赛中,日本与中国可谓旗鼓相当,双方的目标时间均为2031年。
日本正为该任务投入3.5亿美元。
其他参与方的出资情况为:NASA投入8700万美元,法国航天局投入约6800万美元,德国航天局投入约5600万美元,欧洲航天局则投入1700万美元。
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今天,注定不平凡。
11时39分,谷神星一号海射型遥八运载火箭,伴随着耀眼的橘红色尾焰和震耳欲聋的轰鸣,从山东日照附近海域起航,成功将西光肆号01星送入预定轨道。
这是日照近海迎来的第八次海上火箭发射,更是一次划时代的创新——“陆地指挥、海上发射”,一个前所未有的概念,在这里变为现实。
火箭依旧在海面上蓄势待发,却将“方向盘”交给了远端的陆地指挥大厅。
人群中,航天爱好者的身影格外醒目。
他们如同忠实的守望者,手持长焦相机和三脚架,精准地捕捉着海天相接的那一瞬间。
“位置是提前踩好的,角度调整了一上午,”一位戴着墨镜的爱好者说道,语气里充满着对这一刻的期待,他难得请了一天假,只为亲眼见证这场科技盛宴。
“日照,厉害了!”手机直播间里,网友的弹幕疯狂滚动,带着对家乡的自豪。
他们是这场太空之旅的见证者,也是这份骄傲的分享者。
70多岁的董先生,第一次近距离观看火箭发射,激动之情溢于言表。
“挺期待的,这等场面实在难得。
”他感慨着,火箭发射越来越普及,能够近距离感受祖国的强大,这种感觉真好。
“现在,人们有了这么直观、震撼的观赏机会。
”来自连云港的刘女士,早早地带着孩子赶来,这是给孩子最好的航天教育。
“请假回来,就为了带孩子看看火箭。
”她紧张地等待着,连去卫生间都不敢,生怕错失点火的惊险时刻。
六岁的女儿被爸爸高高抱起,好奇的眼睛紧紧盯着海面,稚嫩地问:“爸爸,火箭一会儿真的会飞起来吗?”车水马龙,来自临沂的李先生,历经数小时的奔波,终于赶上了这次难得的机会。
“激动啊!终于到场了!”他兴奋地说,沿途车辆络绎不绝,许多外地车牌都带着对这场太空奇观的渴望。
11时39分,随着倒计时的结束,橘红色的火焰瞬间划破天际,巨大的轰鸣声震彻云霄,白色火箭缓缓升空,速度越来越快,尾迹拖曳成一道耀眼的光芒直插云霄。
海岸线,掌声、欢呼声和快门声交织在一起,形成了一曲赞美科技进步的交响乐。
无数镜头追随着那道腾空而起的弧光,直至它消失在云层深处。
“发射成功!”人群中爆发出一阵欢呼,很快就被更大的声浪淹没。
然而,与以往不同的是,这枚火箭的“大脑”,却转移到了日照的陆地指挥大厅。
过去的海上发射,火箭和测控设备都安置在海上平台,而这次,指挥中心搬到了更加平稳的陆地。
这意味着更从容的调度,更稳定的测控环境,也意味着日照这座城市在航天保障链条上占据了更加重要的地位。
随着山东海商发日照指控中心的启用,日照拥有了专属的陆地火箭发射指挥中心,“陆地指挥、海上发射”的全新模式终于落地。
这不仅仅是一次发射保障任务的升级,更是日照商业航天发展的重要里程碑,近海发射场正朝着真正的商业航天发射港迈进。
本次发射携带的是西安中科西光科技集团有限公司研制的西光肆号01星,它将为全球用户提供高分辨率的卫星遥感数据服务。
此前,谷神星一号和捷龙三号已经累计在日照近海执行过7次海上发射任务,安全送入了50颗卫星。
每一次发射,都是一次经验的积累,一次技术的进步。
从第七次到第八次,发射次数不断攀升,发射模式也在悄然升级。
陆地指挥大厅的屏幕上,数字跳动着,宣告着每一个新的倒计时。
这座与航天结下了不解之缘的城市,正谱写着属于它的航天新篇章。
当一枚枚“定海神针”从日照海面腾空而起,它们不仅仅承载着科技的梦想,更承载着日照的希望和未来。
可惜今年8月23日,官方宣布嫦娥七号尚不满足发射条件,不能在预定窗口实施,将择机推迟到2027年。
不能怪官方出尔反尔,因为在月球南极地界,嫦娥七号面对的麻烦要比当年嫦娥三、四、六号加起来都复杂许多。
其中一个麻烦,便与最近科学家发现“月球每年都在缩小”相联系。
而月球缩小留下的伤疤,偏偏是在南极最为密集。
我们先回答一个问题,为何月球会缩小?我们可以把月球想象成一颗风干的葡萄,外壳被挤得起了诸多褶子,在月球内部储存着40多亿年演化下来的余热,这些余热需要慢慢地散掉,但月球可没有像地球那套板块构造,它只有一整块完整的硬壳。
当其冷却收缩之时,应力无处释放,就靠断层错动来泄压。
于是乎,月球表上到处都可能冒出逆冲断层。
不像地球能把危险圈在板界交界的地震带里,在月球上可根本没有什么所谓的安全地方可以躲避。
而嫦娥七号偏偏要去的南极,就是月球最不稳定的区域之一。
南极那一带撞击坑分布密集,地形起伏极大,本就是构造应力容易集中之地。
再加上这里又是人类最理想的落脚之处,因为永久阴影坑底下可能存在水冰,那可是建造未来月球基地的核心资源。
嫦娥七号携带了一台飞跃器,计划从阳光照射区飞进永久阴影坑底部,实地勘探水冰的位置以及存量。
可那些终年不见阳光的坑,最容易在轻微震动下滑坡。
所以,工程师得在“想要”和“敢落”之间反复考虑。
这并不是中国独有的纠结,像美国的登月计划同样也在考虑这方面的问题,但大家的解法不太一样。
嫦娥七号的账究竟要怎么算呢?今年的着陆窗口本来就十分紧张,气候更是极端,光照区最高能到零下110,阴影坑里低于零下230。
在如此极端的环境下,如果落点附近正好压着一条活动断层,月震一来,月壤就有可能出现滑坡:轻则扬起尘埃遮住太阳能板,重则让脚架受力不均,从而无法正常工作。
月震程度可大可小,有些月震能晃上几个小时,远比地球上的普通地震磨人。
嫦娥七号作为勘测先锋,任务周期很短,遇上灾害的概率不高。
可它探明的环境数据,是要给后面的嫦娥八号以及中国载人登月铺路的。
基地要一住几十年,那时候出现的月震和滑坡就不再是小概率事件,必须提前研究和预防。
所以不用纠结于嫦娥七号是否延期,因为这笔账算的并不是今天落下去安不安全,而是我们能不能把月球的脾气研究透,读得准。
多候选落点本身就是一个缓冲,最后落地前再定具体位置,本就是给不确定性留余地。
只有选择更加有把握的落地点,才能够保障任务的安全性。
嫦娥八号计划在2028年前后发射,用月壤高温熔断加3D打印“就地打砖”,给中国载人登月搭建科研站提供基础。
当然,美国也在慢缓慢地推进月球登月的布局,两者暗暗较劲,究竟谁先把月球哪里能稳稳落脚回答清楚,谁才算把这笔账算清,谁就可能在下个时代的太空家园里多一分底气。
所以嫦娥七号这一次发射,既是探水,也是探路。
月球缩小这件事微不足道,但对工程师来说却是必须回答的考题。
嫦娥七号去南极找冰,是给中国未来几十年月球家园探路,需要我们把地质风险算到里面去。
这不是悲观,而是务实。