你知道在月球上挖土有多难吗?

日期:2020-12-06 09:01:54   来源:互联网   编辑:小狐   阅读人数:502

你知道在月球上挖土有多难吗?(图1)

本月的某一天,我们就将收到嫦娥五号从月球带回来的“快递”

据央视新闻报道,北京时间12月3日23时10分,嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟,成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。同时,它还完成了一项壮举:点火起飞前,着上组合体实现月面国旗展开以及上升器、着陆器的解锁分离—这是我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”

而就在12月3日下午4时许,也即嫦娥五号在月球上点火起飞前7个小时左右,在北京总部举办的2020ConTech大会上,李本琪当时透露:“嫦娥五号挖土已经完成了。”

李本琪是嫦娥一号任务01指挥员,他全程参与了我国全部探月发射任务。

他这话是在一场关于“飞向月球,跃向火星,人类何时自由遨游太空”的讨论中说的。该圆桌汇聚了李本琪、自动化所复杂与控制国家重点实验室主任王飞跃、清华大学教授、天文系主任毛淑德和北斗地面试验验证副总设计师卢鋆四位科学家和学者。

毫无疑问,嫦娥五号成为了这场讨论的焦点。那么,这次嫦娥五号探测器成功实施月面取土采样的意义是什么?

你知道在月球上挖土有多难吗?(图2)

左起:卢鋆、李本琪、王飞跃和毛淑德,拍摄:虎嗅

李本琪被称为“北斗福星”2007年4月北斗发射任务,射前4分钟,火箭供气连接器未按规定正常脱落,如果不在射前3分钟脱落,火箭、卫星乃至整个发射场都可能不保,在千钧一发之际,李本琪一分钟之内连下7道指令,最终确保了发射成功。

他倒是很谦虚:“也没有媒体说的那么悬乎,说下了好多口令。应该说我们指挥员也好,操作手也好,前期的预案做的比较充分,也加上大家比较熟练,处理地比较快,没有大家说的那么吓人。”

对我们普通人来说,倒计时是发射过程中最引人注目、扣人心弦的时刻之一。但李本琪表示,倒计时是发射环节最不重要的一个环节:“真正我们的倒计时开始数数的时候,谁去数都一样,也就是真到数数的时候,一切已经就绪了,就等点火。其实所有的工夫都是在前面,一个指挥员在任务过程中,关键是要把各个协同地组织到一个时间轴上,在每一步都把他们拉到齐步走的节奏上来,确保大家按时、按节点地把自己的重要的工作做完,参数都正常。”

在这次探测器的自动采样过程中,人工智能对探测器的着陆控制相当出色。这正是王飞跃的专长,他解释道,我们所说的挖土的“土”有一个专业术语叫月壤。他表示,在月球上“挖土”打孔取样的困难程度跟地球上完全不是同一个量级,我们在地球上可以有很大的装备,像现在的自动挖矿都没问题,但是一到天上去,首先不可能有那么大的装置来打孔,再者月球和地球上重力的差别,这就几何级的增加了挖土的难度系数。

“这里有很多的不可测的情况,所以它增加了对控制的要求,这也是我看团队、就是做探测器的团队—文昌发射之前我也去了一下—少则干了五六年,有的干了十年,最长的从规划干了十五年。”王飞跃说,“对我们来说,也随便说一下,但对他们来说,十五年的心血在这里面,他们是蛮紧张的。”

这次的取土包括钻取和表取两部分,那在月球上挖孔取土难在哪儿呢?王飞跃说,钻取有很多不确定的因素,你不知道会发生什么事情。

“取样,其他的西方国家也做了,从行星上拿回了,但是他们只是发射了一个探测器上去,它到表面上就接触一下,采样的是微量元素。我们这次取样是要在小行星上(这里指月球)扒在上面,要刮几层,钻洞就更厉害了,你别一钻(碎石)出了轨道撞到地球了,撞向谁了,你都不知道。”他说。

王飞跃表示,这里最重要的是把所有因素变成确定因素,这么多航天人的任务就是把不确定性变成确定性,但钻孔有相当的不确定性,所以又增加了整个控制的复杂性。虎嗅曾在2018年采访过一次王飞跃,他的言辞之幽默让人印象深刻,这次他童言童语般的风趣和幽默同样让现场200余位观众忍不住几次捧腹。

李本琪将卫星发射形象地比作快递小哥,本月晚些时候,我们就可以拆开从月球寄回来的“快递”了。

这次嫦娥五号探月的意义毫无疑问是举世瞩目的,人类已经40多年没有染指过月球了,自从1976年苏联的月球24号飞船成功登陆月球以来,还没有其他国家成功登陆过月球。NASA打算在这个十年的晚些时候让宇航员重返月球。

一场载人登月赛跑已经开始。

那么深空探测对我们人类理解未知的世界有哪些意义?

毛淑德表示,第一个意义是,地球是人类的摇篮,但是人类不能永远待在摇篮里面,所以我们要进行深空探测,“理解人类在宇宙里面还有在太阳系里面的位置”这也是“人类好奇心的表现,是我们人类探索自己无知边界的方法”更重要的意义则是,深空探测对于焕发年轻一代对科学的兴趣也很重要,对中国深空探测而言,还可以激发民族的自豪感。

王飞跃说,从1988年开始,他从大学学的就是月球采矿、火星采矿,当时最主要的目的是经济价值,是希望探月能发现新的材料,还有新的动力。“我们做了很长时间就是利用月球表土加上化学反应,那个材料叫‘表土经过化学反应变成氢气’把月球表土分解成氢气,用氢气作为燃料。”

他认为,接下来太空旅游可能会得到大力发展,几百万一张票,或者当地球发生灾难的时候移民到月球上。真天马行空的一老爷子。

那么,我们什么时候能够去月球旅行或者移民到别的星球呢?

李本琪比较实在,他说短时间内非常困难,因为我们的星球并不在一个安全的环境里面,我们要进入宇宙空间,首先要解决“速度”的问题,当前火箭推进的速度不到光速的万分之一,这样的话,去外太空就要以多少万年来计划。

“所以人去外太空,短时间内时间上不太可能。”李本琪此时展现了其幽默的一面,“先不说时间,就说一路上有多少危险。比如说一不小心掉到一个引力很大的星球附近,被星球捕获了,你也不知道捕获上去是什么结果,也许忽然一下撞上了。还有一种可能,走在半路上赶上星球了,城门失火,殃及池鱼。刚才还提到我们去外太空取回来的样本可能存在搞不清楚的病毒。还不见得是病毒,比如说是一种放射性的材料,接触这种放射性材料人就受不了。”

他的观点是:宇宙太危险,短时间内轻易不要琢磨这事儿。

王飞跃:“我非常赞成,别没事找事。但是我觉得外空旅游可以赶快发展,咱们老说在地球上建设智慧城市,我觉得还不如在太空上建设智慧空间,就是组装的那种。以后咱们把太空智慧城市的标准公布一下,你只要造一个模块发上去,弄到一起旅游收费之类的,多好的一件事情。”

本文相关词条概念解析:

月球

月球,俗称月亮,古时又称太阴、玄兔,是地球唯一的天然卫星,并且是太阳系中第五大的卫星。月球的直径是地球的四分之一,质量是地球的1/81,相对于所环绕的行星,它是质量最大的卫星,也是太阳系内密度第二高的卫星,仅次于木卫一。一般认为月亮形成于约45亿年前,地球出现后的不长时间。有关它的起源有几种假说;最被普遍认可的解释是,它形成于地球与火星般大小的天体-“忒伊亚”之间一次巨大撞击所产生的碎片。它的自转与公转同步(潮汐锁定),因此始终以同一面朝向着地球;正面标记着黑暗的火山熔岩海,中间夹杂着明亮和古老地壳的高地和显目的陨石坑。它是天空中除了太阳之外最亮的天体,尽管它呈现非常明亮的白色,但其表面实际很暗,反射率仅略高于旧沥青。由于月球在天空中非常显眼,再加上规律性的月相变化,自古以来就对人类文化如语言、历法、艺术和神话等产生重大影响。月球的引力影响造成地球海洋的潮汐和每一天的时间延长。月球现在与地球的的距离,大约是地球直径的30倍。而月球与太阳的大小比率与距离的比率相近,使得它的视大小与太阳几乎相同,在日食时月球可以完全遮蔽太阳而形成日全食。

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