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日志

 
 

星际远航 diamond  

2013-09-29 16:45:58|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中国航天的探索区域不仅限于地球附近,而是延伸到月球和更远的行星际空间。嫦娥二号现在已经成为中国人发射的飞得最远的人造物体,并且仍然处在技术人员的控制之中,还将继续飞向深空,最远可能飞到3亿公里的距离,为未来中国的火星探测积累经验和数据。

嫦娥二号是用嫦娥一号的备份星研制的,完成绕月探测工作后,由继续飞向第二拉格朗日点,这已经是超额完成任务了。之后,它仍然处于良好状态,并且剩下相当的燃料储备,接下来有飞回地球、撞击月面或飞向深空三个选择,科研人员最终选择了最后一个选项。嫦娥二号能够一再完成超出预期的任务,得益于其较大的设计裕量和极高的入轨精度。在它飞向月球的过程中,原本设计需要三次轨道修正,实际第一次轨道修正就达成了极好的效果,后续的两次修正被取消,这就节省下了大量的宝贵燃料,使得嫦娥二号最终能够飞向更远的深空,其运行时间和飞行距离都大大超过了设计指标。这说明中国航天的可靠性设计和飞行控制都达到了很高的水平。

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嫦娥工程中还体现出了中国航天一贯的严谨和务实作风。嫦娥一号在完成其基本使命之后,中国的航天科研人员禀承一贯的严谨务实作风,并没有选择让其立即撞击月面、和印度争夺所谓“第N个在月球上留下国旗”的虚荣,而是选择了继续进行变轨试验,最近距离月面仅15公里,超期服役直到燃料耗尽才撞向月面,为将来的着陆积累了经验。而印度的撞月行动,则是从绕月探测器上单独分离出一个撞击器,携带印度国旗高速冲向月面,这与其说是把国旗留在月面,不如说是把国旗击毁在月面更为贴切。

至于嫦娥二号,到2013年7月为止,它已经飞离地球5000万公里,在环绕太阳的轨道上飞行,成为一颗人造行星。通过调整对卫星的遥测码速率、测控模式、上行功率和卫星定向天线的控制策略等等,控制中心仍然保持着对嫦娥二号的测控和跟踪。这相当于火星和地球之间的最近距离,可以为未来的火星探测积累经验和数据。

前面提到过,2012年中国建造了亚洲第一的65米射电天文望远镜,其实它也可用作深空探测的通讯天线。一般来说,天线的尺寸越大,通讯的距离越远。在这方面,俄罗斯和美国都拥有70米的天线,欧洲和日本有35米的,连印度都有32米的,而中国此前只有12米的。所以,这台望远镜(天线)的投入使用将使中国的深空探测能力得到质的提高。从中也能看出,航天是一项多么庞大复杂的系统工程,只有具备全产业链的国家或者国家集团才有资格进入航天俱乐部。

也许有人会发出疑问,我们为什么要耗费巨资去探索如此遥远的地方,给数千万公里外的一颗太空石头拍照片,这看上去和我们的现实生活没有任何关系,也不能给我们带来哪怕一点点的实际利益。是的,在航天方面,导航卫星可以为我们指引方向,遥感卫星可以用于减灾防灾,通讯卫星可以为我们转播赛事,而深空探测却不能给予我们任何立即的好处,至少表面上是这样。不仅是在中国,世界其他地方的人也都发出过类似的疑问。

1970年,正是美国的宇航事业如日中天的年份,数月前美国刚刚把人类送上了月球。此时,一位来自赞比亚的玛丽·尤肯达(Mary Jucunda)修女,给美国航空航天局(NASA)马绍尔太空航行中心的科学副总监――恩斯特·施图林格(Ernst Stuhlinger)博士写了一封信,信中问道:目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭,他怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元。恩斯特博士认真地回了信。后来这封信被NASA以《为什么要探索宇宙》为标题发表,其中部分段落摘录如下:

“在详细说明我们的太空项目如何帮助解决地面上的危机之前,我想先简短讲一个真实的故事。那是在400年前,德国某小镇里有一位伯爵。他是个心地善良的人,他将自己收入的一大部分捐给了镇子上的穷人。这十分令人钦佩,因为中世纪时穷人很多,而且那时经常爆发席卷全国的瘟疫。一天,伯爵碰到了一个奇怪的人,他家中有一个工作台和一个小实验室,他白天卖力工作,每天晚上的几小时的时间专心进行研究。他把小玻璃片研磨成镜片,然后把研磨好的镜片装到镜筒里,用此来观察细小的物件。伯爵被这个前所未见的可以把东西放大观察的小发明迷住了。他邀请这个怪人住到了他的城堡里,作为伯爵的门客,此后他可以专心投入所有的时间来研究这些光学器件。”

“然而,镇子上的人得知伯爵在这么一个怪人和他那些无用的玩意儿上花费金钱之后,都很生气,‘我们还在受瘟疫的苦’,他们抱怨道,‘而他却为那个闲人和他没用的爱好乱花钱!’伯爵听到后不为所动,‘我会尽可能地接济大家’,他表示,‘但我会继续资助这个人和他的工作,我确信终有一天会有回报。’”

“果不其然,他的工作赢来了丰厚的回报:显微镜。显微镜的发明给医学带来了前所未有的发展,由此展开的研究及其成果,消除了世界上大部分地区肆虐的瘟疫和其他一些传染性疾病。”

“伯爵为支持这项研究发明所花费的金钱,其最终结果大大减轻了人类所遭受的苦难,这回报远远超过单纯将这些钱用来救济那些遭受瘟疫的人。”

这里借用恩斯特博士的话,是因为他的故事很好地解释了探索未知世界对于人类存续的意义。肉眼看不见的微观世界也好,目力之外的宇宙深处也好,所有那些看得见、摸得着的和看不见、摸不着的事物,构成了我们人类赖以生存的全部自然环境。我们对此了解得越多,才越有机会生存下去,才能生活得越好。如果没有好奇和探索的天性,我们的祖先就不会去尝试用火、打制石器,也不会一次次翻过河流山峦去寻找更好的栖息场所,或许早就在某次冰河事件中完全灭绝了。反之,每一次对未知世界的好奇和探索,最终都人类带来的丰厚的回报。显微镜的发明导致了微生物的发现,进而发展出了抗生素和现代医学,还有罐头食品、真空包装和加热消毒牛奶。静电现象原本被欧洲王室用作杂耍表演的道具,后来却导致了电的发现,然后是电磁学的发展直至量子力学的出现。类似的例子不胜枚举,毫不夸张地说,好奇和探索是整个人类文明发展的驱动力。因此,进入现代社会之后,尽管科学设备的花费越来越高昂,有的甚至到了即便是最富有的国家也难于单独承受的地步,世界各国仍然没有放弃,而是联合起来,启动了包括阿尔法磁谱仪、欧洲大型强子对撞机、国际热核聚变实验堆等项目在内的一系列国际合作计划。此外,包括中国在内,各航天大国也都有各自的探月计划和火星探测计划。

在对于未知世界的好奇和探索方面,我们的文明原本是有所欠缺的。古代世界中的我们在传统上过于注重实用,对那些一时见不到成效的东西有些轻忽,我们一心只关注人世间的事情;我们嘲笑西方神学家争论“一个针尖上能站几个天使”,却不知道这个从字面上看很无聊的问题背后,却隐含着某种对于实体世界和理念世界的另一种观念,即现实是某种绝对理想世界的投影,科学探索就是研究投影的形状,以此去探知它所代表的那个世界的运行规则。从柏拉图的理念世界、毕达哥拉斯的“万物皆数”、欧几里得的几何世界,到近现代的公理体系、科学理论,基本出发点是一脉相承的。在这种观念的引导下,在追求绝对理念世界的过程中,西方文明在探索中获知万有引力、微生物、电、原子等等现实世界的奥秘。而我们直到被炮声震醒,才惊觉已经落后太多了。好在我们不但挺过来了,而且补上了这一课,把西方科技连同探索精神一同纳入了自己的文明体系。当然,今天的我们不再需要钻研针尖和天使的问题了,因为科学和技术都已牢牢扎根在了中国人的心中,我们已经懂得了应该如何去探求未知的世界,从南极的远古冰层,直到遥远的太空深处。

从中国对于宇宙探索的态度来看,如今这条巨龙不但已经苏醒,而且张开了双眼,正在好奇地打量着周围的世界,中微子实验、南极科考、蛟龙探海、子午工程、正负电子对撞、同步辐射光源等诸多探索项目一一展开,从微观到宇宙,从深海到太空,寻找着未来的前进方向。未来巨龙的轨迹将不仅限于大地,天空和海洋,还要飞得更高、更远,直到星辰大海。

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