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中國在月球背面發現新礦物
說到當今的登月計畫﹐除了美國阿提米斯外﹐中國也有載人登陸月球﹐並且已經進行過多次無人探測任務。甚至打算建立長期駐人基地﹐而這個計畫就是「嫦娥工程」。近期關於嫦娥工程的新消息﹕中國宣佈發現了月球上的全新礦物﹐並將它命名為「嫦娥石」。
中國的太空實力雖然不是最頂尖﹐但無疑名列前茅﹐由於起步相對美俄晚了一些﹐同時在太空相關領域的透明度又比較低﹐再加上政治等因素﹐讓中國的太空發展相關消息蒙了一層面紗﹐鮮少出現在世人眼前。回到1950年代﹐美蘇太空競賽如火如荼地進行著﹐追逐著許多人類從未完成過的壯舉。1957年10月﹐蘇聯史波尼克一號衛星發射成功﹐引起全球的高度關注﹔中共政權看見蘇聯成功的同時也萌生了自己發射人造衛星的想法… …。
時間來到美蘇太空競賽打得最火熱的1960年代﹐中國的太空科技發展也沒有寂靜﹐由於中共對於軍事科技的需求﹐又受益於留美學者歸國和蘇聯的技術援助﹐飛彈及火箭技術逐漸發展成熟﹔美國阿波羅十一號載人登月成功隔年﹐中國發射了第一顆人造衛星「東方紅一號」﹐成為繼蘇﹑美﹑法﹑日後﹐第五個成功自主發射人造衛星的國家。值得一提的是﹐「東方紅一號」由於是運行在幾乎沒有空氣阻力的中地球軌道﹐至今它仍持續繞著地球轉。
近二十年中國的太空發展也有了許多新進展﹐2003年神州五號升空﹐太空人楊利偉搭著神州太空船繞地球 14 圈後安全返回﹐完成中國史上首次載人太空任務﹔在此之後﹐透過長征系列火箭及神舟太空船﹐持續執行了好幾次載人太空任務。而在2022年底﹐中國完成太空站「天宮」的建造﹐亦是目前世上僅有的兩座現役太空站之一。
「嫦娥工程」於2004年正式啟動﹐預期的工程方向大致分為前期的無人探測器探月﹑中期執行載人登月任務﹐長期則以建設月球基地並讓基地常駐太空人為目標﹔目前正陸續進行前期的無人探測任務﹐中期載人任務則還在準備階段。美國和蘇聯早在五十幾年前就在進行月球探測任務了﹐阿波羅十一更在1969年成功載人登月﹐中國現在才在進行探月任務﹐有什麼亮點是值得我們關注的呢﹖
和當年美蘇太空競賽時期探月任務相似的是﹐這一系列任務都是一個國家從無到有探測月球﹐同時將目標放在未來的載人登月的準備上。然而時間相差50年﹐如今電腦﹑通訊等各方面技術進展﹐因此嫦娥工程能用更少的任務次數和更精簡的預算﹐完成任務目標。例如前期的無人探測器探測﹐技術難度由簡單到困難大致可以分為﹕飛掠﹑硬著陸﹑繞行﹑軟著陸﹐最困難的則是軟著陸後﹐採樣返回地球﹔而為嫦娥工程打頭陣的嫦娥一﹑二號兩項任務﹐都是一次就成功進入月球軌道環繞月球﹐到嫦娥三號就已經軟著陸月球﹐並讓玉兔號月球車在月球上行駛﹐還拍下了嫦娥三號在月球表面的照片。
不過﹐中國嫦娥工程的獨特之處﹐從接下來的任務才開始。翻開過去登月任務的歷史紀錄就會發現﹐由於受到地球潮汐力影響﹐月球永遠都是以同一面面對地球(該現象被稱為「潮汐鎖定」)﹐因此所有的登月任務﹐不論是無人探測器或是阿波羅計畫中的每一次登陸﹐都是在月球面向地球的這一面進行。
那該怎麼解決這個難題的呢﹖中國在月球後方的「地月第二拉格朗日點」﹐設立了一座名為「鵲橋」的通訊中繼衛星﹔如此一來﹐鵲橋衛星就可以一直駐留在月球背面運行﹐維持地球與月球背面不間斷的通訊。2018年鵲橋衛星成功抵達預定軌道﹐從此讓月球的背面不再是無法觸及的通訊死角﹐同年年底嫦娥四號成功著陸月球背面﹐玉兔二號也開始在月球背面行駛﹐在人類的探月歷史上﹐達成一項全新的成就。
嫦娥工程最近一次的任務是在2020年﹐嫦娥五號完成了月球表面樣本採樣﹐並帶回了將近兩公斤的月球岩石﹔這是自1970年代後﹐終於再次有月球表面的樣本被送回地球。就在不久前﹐中國科學家從這批樣本中發現了目前只在月球上被發現﹑全新的礦物種類﹐並且命名為「嫦娥石」。
根據目前(2023)已知的規劃﹐嫦娥工程預計將發射嫦娥六號﹑七號﹑八號三顆無人探測器。嫦娥六號原本是嫦娥五號的備份探測器﹐因此整體設計與任務流程應與嫦娥五號大同小異﹔但與嫦娥五號不一樣的是﹐嫦娥六號將飛到月球背面進行採樣。若成功﹐這將會是人類史上第一次獲得來自月球背面的月巖樣本！
嫦娥七號則將聚焦在探月計畫中各國的必爭之地月球南極。本次任務進行兩次發射﹐第一次預計於2024年進行﹐將發射「鵲橋二號」中繼通訊衛星前往月球軌道﹔與前輩鵲橋號一樣﹐目的是為了確保未來多個任務與地球之間能夠隨時保持通訊。第二次任務則在2026年﹐將一次發射軌道器(Orbiter)﹑登陸艇(Lander)﹑探測車(Rover)與飛躍器(Hopper)在月球南極的永夜隕石坑(Permanently shadowed crater)﹐尋找對未來月球開發至關重要的水冰。
最後﹐嫦娥八號的初步規劃與嫦娥七號類似﹐都是由四個部分組成﹔但比起嫦娥七號的「探測」﹐嫦娥八號有個更重要的任務﹐那就是為中國的「國際月球科研站 ILRS」打下基礎。這輪世界各國探月競賽不只是要上去插旗子而已﹐而是要建立永久基地﹐永續利用月球資源。
在無人探測之外﹐中國對載人登月的準備也在如火如荼進行中。雖然具體細節仍不明朗﹐但是中國多年來一直有在研究比長征五號更大﹑更強﹑能夠進行承擔登月任務的新火箭。比如前陣子在中國載人航天工程三十年成就展上﹐就展出了下一代載人火箭長征十號﹐以及其搭配的載人太空船與登陸艇的模型。根據目前的規劃﹐長征十號將於2027年首飛﹐能將27公噸的酬載送往月球。
經過二十年的努力﹐中國的探月計畫順利地走過了無人繞月﹑登月以及採樣返回的過程﹐交出相當亮眼的成績﹐未來更有多個任務正蓄勢待發… …。
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