科學交響曲樂章23:人類的深空探測活動
在秋收季節(jié)的晚上,天高云淡氣爽。深藍色的天穹上,布滿星辰,閃閃發(fā)光。孩子們躺在谷場上,望著星空,尋找老人們講過的北斗七星;王母娘娘用簪子劃出的銀河;阻隔牛郎星與織女星;每年七月七日他們靠鵲鳥搭起的小橋相會。
深空探測是指脫離地球引力場,進入太陽系空間和宇宙空間的探測。主要有兩方面的內(nèi)容:一是對太陽系的各個行星進行深入探測;二是天文觀測。
深空探測意義重大,可以進一步解答地球如何起源與演變;行星和太陽系究竟是如何形成和演化;人類是不是宇宙中唯一的生命;地球的未來將如何演變等一系列問題,同時有利于人類積極開發(fā)和利用空間資源。
盡管充滿挑戰(zhàn)和風險,盡管曾經(jīng)遭遇多次失敗,但人類探測深空的腳步不僅沒有停止,反而在不斷邁進,而且步伐還將越來越快。
在行星際探測方面,過去40年來,美國、前蘇聯(lián)、歐洲航天局及日本等先后發(fā)射了100多個行星際探測器,既有發(fā)向月球的,也有發(fā)向金星、水星、火星、木星、土星、海王星和天王星等各大行星的,還有把“鏡頭”指向我們地球及周邊環(huán)境的。通過這些深空探測活動所得到的關于太陽系的認識大大超過了人類數(shù)千年來所獲得的有關知識總和的千萬倍。
在天文觀測方面,今天人類已把各個波段的天文衛(wèi)星送入太空,其中較大的有美國的伽馬射線觀測臺、先進X射線天體物理設施、紅外望遠鏡設施、“哈勃”空間望遠鏡等4項,其中又以“哈勃”空間望遠鏡最引人矚目。
深空探測是在衛(wèi)星應用和載人航天取得重大成就的基礎上,向更廣闊的太陽系空間進行的探索。隨著21世紀的到來,深空探測技術作為人類保護地球、進入宇宙、尋找新的生活家園的唯一手段,引起了世界各國的極大關注。
通過深空探測,能幫助人類研究太陽系及宇宙的起源、演變和現(xiàn)狀,進一步認識地球環(huán)境的形成和演變,認識空間現(xiàn)象和地球自然系統(tǒng)之間的關系。從現(xiàn)實和長遠來看,對深空的探測和開發(fā)具有十分重要的科學和經(jīng)濟意義。深空探測將是21世紀人類進行空間資源開發(fā)與利用、空間科學與技術創(chuàng)新的重要途徑。
21世紀探測的五個重點領域是,月球探測;火星探測;水星與金星的探測;巨行星及其衛(wèi)星的探測;小行星與彗星的探測。
世界各國深空探測活動一覽:從1958年美國和前蘇聯(lián)啟動探月計劃開始,世界發(fā)達國家和航天技術大國都先后開展了多種類型的深空探測活動。
全世界進行過月球探測的國家和地區(qū)有美國、前蘇聯(lián)/俄羅斯、歐洲、日本以及中國。已經(jīng)開展月球探測活動123次,其中美國56次、包括10次載人月球探測,成功37次,失敗19次,成功率66%。俄羅斯64次,成功21次,失敗43次。歐洲1次。日本2次,其中,2007年9月14日發(fā)射了一顆探月衛(wèi)星,這項探測活動目前仍在進行中。
在早期探月活動中,火箭故障率較高導致成功率普通不高。整個人類探月活動目前的成功率約為48%。隨著火箭技術的發(fā)展和成熟,故障有所減少。近年來,探月活動的大部分故障主要集中在探測器上。
火星是月球之外又一大探測熱點,目前人類已經(jīng)進行的火星探測37次,正在進行和即將進行的火星探測5項。已經(jīng)成功和基本成功的有17次,失敗20次。
另外,人類對月球、火星之外的太陽系天體的探測共進行了68次,其中成功和基本成功44次。
專家指出,對未知世界的探索是人類文明和科學技術進步發(fā)展的永恒動力,對茫茫宇宙的探測則是人類認識宇宙、探索宇宙的起源、拓展生存空間的必由之路。深空探測可以解答地球如何起源,人類是否為宇宙的唯一生命、地球的未來將是怎樣的等一系列問題。