德加入探月竞赛,英德探月计划及航天国际合作

【据新华网2007年3月4日报道】 一度在航天技术独领风骚的德国,正在十分自信地重拾太空强国梦,计划独自实施探月项目。

进入21世纪以来,美国、欧空局、日本、中国、印度和俄罗斯等不少国家和组织都纷纷制定了各具特色的探月计划,有的甚至已经实施并大获成功。2003年9月27日,欧空局成功发射了其首个月球探测器SMART-1,拉开了全球第二次探月高潮的序幕。它在太空飞行3年后,于2006年9月3日在地面控制人员控制下准确地撞击月球,产生了巨大影响,对全球探月起到了的推动作用,更加激发了人类的探月热情。 今年初,英国和德国又相继宣布将单独实施探月计划,再次掀起轩然大波。欧空局大都采取国际合作方式开展较大的航天项目,如阿里安火箭、“火星快车”探测器、国际空间站欧洲“哥伦布”实验舱、SMART-1探月器和“伽利略”导航卫星等,可以说是航天国际合作的典范,而欧空局本身就是国际合作的一个产物。另外,欧空局目前还在实施雄心勃勃的“曙光”空间探测计划,这是欧洲未来对月球和火星进行探测的一个重要战略构想,可与美国“太空探索新构想”相媲美。所以,许多人都对此时英德抛出独的探月计划感到吃惊,并不禁要问:英德为什么要单独探月?这对国际探月有何影响? 英国空间科学家今年1月10日说,他们正在考虑制定自己的探月规划,已有两项任务方案被提交给粒子物理与天文学研究理事会。这两项方案的目标是进行生命起源及宇宙形成和演变这两项探索,据信这也是为将来探索火星和木星做技术上的准备。两项探月行动分别被命名为“月光”和“月耙”。如通过审批,英将于2010年把首个自制探月器发往月球。 粒子物理与天文学研究理事会是英国空间科学的最大投资者,最近刚刚被并人新成立的科技设施理事会。这给了政府一个重新考虑如何向空间科学投资的最佳机会。 “月光”项目的主要任务是从月球轨道器上向月球发射4个13.5公斤的飞镖式装置,其中至少有一个将射向月球南极或北极,利用传感器寻找水和其它矿物质,并确定其位置、范围和含量,另有一个将射向月球赤道区域,其余的射向月球背面。这些穿头将深入月表以下2米处,用所携仪器“聆听”月震和测量月球温度变化,分析月表构成和地理活动,考察月表2米深度范围内的地质活动和地表构成。这将有助于科学家研究月球的内部构造,从事月壤和月岩采样工作,执行在月球上找水的任务,认识月球起源之谜,同时测试远距离太空探索技术的可靠性。穿头将采用军用技术保护其中的电子装置,能承受300米,秒速度下的撞击。它们还可能会用于未来对木卫二的探测。 如“月光”项目获得成功,英接着可能会实施“月耙”项目,即发射一个月球着陆探测器,仔细分析月尘和月岩,并寻找水和有机物的痕迹,以查找适合人类居住的地方。有人猜测,月球上的大型深坑可能蕴含着有机分子,而在月球两极附近探测到的氢元素可能来自水。研究人员希望能借助“月光”找到答案。 据悉,这两项计划将分别耗资0.5-1亿英镑,将由英国政府和民间机构共同承担。 2月28日,德国宇航研究院主管航天计划的官员多林格尔透露,该中心计划完全依靠自己的力量研制月球探测器,并将于2013年前将其送往绕月球的轨道。该探月器将用4年时间以大约1米的高分辨率对整个月面进行全面测绘,为制作世界上第一张详细的月球地图收集资料。多林格尔说,月面目前只有18%得到了测绘,还不如火星:这个空白将由德国探测器填补,长期来看,科学家希望能实现稀有原料从月球到地球的运输。该项目的承包商将可能是德国最大的航空航天公司、欧洲宇航防务公司下属的阿斯特里姆德国公司和不来梅轨道高技术系统公司。多林格尔说,该探月器项目应在2008年前获准实施,2012年前开展建造工作,并在2013年前后发射升空。随后还会发射称为“蒙娜丽莎”的着陆探测器。 今年8月,在德国波茨坦召开的欧洲行星科学大会上,德国又宣布将在2012年发射其探月器。称为“月球探测轨道器”的这项探月任务包括两个以编队方式飞行、能同时对月面进行测量的探测器,可使科学家看到月面地物的立体景象,两个探月器还将能以三维方式研究月球正面和背面的磁场和引力场。主卫星重约500公斤,而辅助卫星则仅重150公斤左右,两者携带同样的磁场和引力场测量仪器。主卫星携载一台微波雷达,可洞察月面以下几百米的深度,在最深处可分辨出2米大小的构造,而在离月表几米的表层更是可区分几毫米大小的构造。这将帮助科学家跟踪岩石和粒子的分布,从而有助于揭示月面上的撞击事件史。LEO将在多光谱谱段上生成整个月面的高分辨率立体地图。整个探测任务将持续4年,因而甚至有可能找到新的撞击坑和观测到少量的撞击事件。 德国提出独立开展探月项目标志着曾在二战结束前引领全球航天技术发展的这个国家正重拾其“太空梦”。这对德国人来说意味着一次“信心上的飞跃”。德国宇航研究院董事会主席韦尔纳称,月球在科学上有着重大的研究意义。 从英国和德国的探月计划可以看出,它们目的不一,而且都有一定的特点。 英国的探月计划似乎更注重科学目标的实现,同时用于为未来探索火星和木星做技术上的准备。这与英国人以往的兴趣和目标有关:他们一贯追求科学上的领先。欧洲乃至美国空间探测器上的一些先进科学探测仪器都是由英国研制的。随“火星快车”上天的“猎兔犬”2也是英国独自开发的。它虽然因故障而失踪,但设计非常有创新性,受到许多科学家的首肯。虽然欧空局正在实施庞大的“曙光”计划,但该计划只是准备在2024年派欧洲航天员登月,而其它内容都是与探测火星有关。据笔者分析,英国之所以单独实施探月计划,主要原因有: SMART-1任务完成后,欧空局近些年没有安排探月计划。为保持科学上的领先,英国只能通过单独探月来获取最新数据。英国探月计划与美国的计划相呼应,着重于理论和进一步深化太空探索研究。此举也是为英国以后更大规模的研究打下基础。 英国在航天技术上已达到较高水平。除研制过一些空间探测器上的先进仪器外,英还独自打造了着名的“天网”系列军用通信卫星。今年3月11日,荚首颡第五代军用通信卫星“天网”5A上天。它可使英陆海空三军指挥系统的通信容量和速度大大提高。另外,英萨里卫星技术公司研制的小卫星具有很高的技术水平,已出售给不少国家。英国的探月器就将由该公司研制。 拟研制的“月光”和“月耙”探月器本身就有较高的创新水平。与它类似的日本“月球”A原定在进入月球轨道后向月面投放2-3个用于研究月震及其它亚表面现象的穿头,但由于如何使穿头承受住穿入月表时的剧烈冲击问题迟迟得不到解决,该项目最近中途夭折。所以,如“月光”能顺利完成任务,将成为世界上首颗携带穿头的探测器:而假若“月耙”计划也获得成功,则将是欧洲探测器首次在月面上实现软着陆,并将进行有史以来最为细致的月面数据研究。 经济条件许可。参与英国探月计划制订的一位科学家表示,在目前的技术条件下,英国开展探月已不存在太大的技术困难,费用也会因此而有所下降。所以说,探月项目的资金消耗不会难住英国人,英完全能掏得起腰包来实现自己的探月计划。 英国科学家之所以要在探月问题上表现英国自己的力量,并积极寻求扮演领导者的角色,就是希望参与未来的全球太空探索竞赛,并不落后于其它航天强国。迄今为止,英国在太空探索领域的活动基本集中在和美国航空航天局和欧空局的合作上,还没有一项真正属于自己的空间探测项目。英国科学家表示,从今以后,这种状况可能将有所改变:英国人终于要在太空探索领域学着自己走路了。 另据英国TheRegister网站4月23日报道,英国皇家学会已要求建立新的英国航天局,取代英国国家空间中心。皇家学会称,国家空间中心既无权限,也无资金,无法在国家层面上代表英国空间科学家。皇家学会会长认为,新的英国航天局应拥有实施国家航天战略的权限,提升从事航天领域工作的科学家和工业部门的形象,为英国空间科学活动提供一站式服务。他还说,成立专门的英国航天局还应能提升英国在国际航天界的形象,英国在欧空局总体预算中只占7%,而德国占20%,法国占25%。 英国航天产业产值为48亿英镑。英着名工商业智库牛津经济预测公司的一项研究指出,若将直接、间接和二次应用效益均计算在内,英航天产业对该国GDP的贡献约为68亿英镑和7万个就业机会。该行业的研发密集度超出英国经济总体水平6倍,在英国下游产业中的生产率为人均16万英镑,大大高出3.6万英镑的全国总平均水平。 德国单独实施探月计划,既有与英国类似的原因,也有不同之处。它更重视发展技术。 德国想在航天领域独树一帜,早在1942年,德国就把全球首枚火箭送入太空,目前又打算重树航天霸主地位,并将月球作为国家研究目标。多林格尔表示,德现在完全有能力重树自己在太空探索领域的技术领先地位:美国宣布重返月球,挑起了一场全球范围的太空竞赛,德国也不应该落后。他希望以此来增加德国在欧空局的分量,并取得领导地位。对于德国“绕开”欧空局寻求独自探月引来的许多质疑,多林格尔说: “我们怎么就不能单干呢?我们有技术,有诀窍,也有相关自动化技术的经验。” 德国官员说,德国的新航天项目是一种和平探索。如美国建立月球基地的计划将来付诸实施,预计也会从德国借助其探月器绘制的月球详图中受益。德对月球资源分布更感兴趣,表现在重视对月壤和氦3的探测以及月球地形研究上。 德媒体报道说,德国科学家拟定的太空探索计划已得到政府支持。联邦财政部负责航天事务的部长安格尔哈德表示:“联邦政府尚未做出最终决定,但对此的态度‘不消极>。该项目以尖端科学技术为目标:从长远来看,它应能发挥航标灯的作用。”德媒体也认为,这项计划将使德国跻身于宇航大国之列。 德国有强大的技术基础。多林格尔说,德国靠现有的技术已可自行探月。航天专家指出,作为欧空局成员国,德并不缺乏独立实施探月项目所需的先进技术。德国科学家在航天测量、摄影和雷达技术方面处于领先地位。欧空局在轨运行的“火星快车”探测器所使用的高分辨率相机就是德国研制的。2006年12月19日,德国研制的欧洲首颗雷达成像侦察卫星“合成孔径雷达一放大镜”顺利升空,成为目前世界上重量最小的雷达成像侦察卫星,以高分辨率聚束模式工作时地面分辨率约0.5米,这些都表明,德国有强大的航天技术实力。 据悉,为更精确地探测月面及月球构造,德国探月器上将装备13种仪器。柏林自由大学的诺伊库姆教授表示,德国人有这方面的专利,完全有能力研制成这些仪器。 经济基础雄厚。德每年用于空间研究的经费高达8亿欧元。此项探月计划将耗时6年多,估计将耗资3-4亿欧元。由物理学家出身的德国总理默克尔领导的政府已发出明确信号,准备投入3亿欧元,作为该月球轨道探测器项目最初5年的经费。《泰晤士报》记者博伊斯认为,德国探月器项目已具备所需的资金和技术支持。 另外,欧空局也并不禁止其成员国独自开展自己的太空探索项目。该局一位女发言人说:“每个成员国都可以开展自己的探索项目。” 当然,德国的探月计划也引起了一些非议。首先发布德国要独立探月消息的德国《金融时报》随后发出的一篇评论称,希望靠这样一个落后于美国近40年的计划振兴德国航天业和唤起年轻人对技术的渴求只不过是一个幻想,最终也只能说“我也有了这项技术”。评论认为,整合欧洲的先进技术和人才要比单干明智得多:德国的探月计划也许对一些参与者是一大进步,但对整个人类却意义不大。 随着航天技术的日益复杂和投入的不断增大,航天项目的国际合作正成为一种发展趋势,尤其是在载人航天、空间探测和导航卫星等庞大工程上。这样做既可以减轻各国资金方面的压力,又能利用各国的技术专长,相互取长补短,实现资源共享和成果共享。对于中小国家或航天技术基础较薄弱的国家来讲,参与航天国际合作是投资少、收益大、周期短和风险小的捷径。而在实施大型航天项目时,即便是航天大国,也需要通过国际合作来减轻各种压力。 不过,实践证明,通过国际合作实施航天项目有利也有弊:若协调不好或出现意外情况,有时还不如单干。国际空间站工程就是一个典型例子,欧洲“伽利略”导航卫星工程也因为利益纠纷而不断拖延工期。相互牵扯是目前最令人头疼的事。拿国际空间站来说,只要有一个主要部件不能按时发射入轨,就会影响整个工程进度。 国际空间站是迄今世界上最航天飞机失事而使该工程一拖再拖,方案也大大缩水,参与各方都不愉快。 哥伦比亚号失事后,美曾打算让安全性差、费用高的航天飞机提前退役,并对国际空间站建设失去了兴趣。但苦于该站是国际合作项目,美无法单方面决定立刻让其下马,而没有航天飞机提供运输,国际空间站又难以继续建造。于是。各合作方在经过多次协商后,最后大家都做出让步:美国航天飞机用于建造空间站的飞行次数由28次减为16次。并在2010年退役,整个空间站方案规模减小。 今年3月15日,欧盟委员会负责交通事务的专员巴罗特透露,由于参与研发“伽利略”卫星导航系统的欧盟国家相关行业大的航天工程,有16个国家参加。它原定在本世纪初竣工,后由于技术、资金和合作中的相互牵扯等原因而一再推迟,现定于2010年建成。在该工程实施过程中,先是因俄罗斯星辰号服务舱未按期交付,使项目推迟了约两年,后来又因为美国哥伦比亚号巨头没有就任务和利润分配等具体问题达成一致,计划进度面临推延。 英国和德国今年之所以纷纷宣布独自进行月球探测,一方面是由于各国在开展航天合作时常出现“扯皮”现象,无论在技术开发、进度安排还是在利益分配等方面,都经常出现意见不一致的情况。每每出现分歧时,各国都想当老大。这样一来矛盾就不可避免,耽误了项目进度。经过几番“扯皮”较量,有的国家干脆退出,决定自己搞。另一方面,欧盟国家在航空航天领域各有自己的优势和特点,正可谓是各有高招,因此在选择探测项目时也会有所偏重。其实,在空间开发上欧洲各国多采取既竞争又合作的方式。对一些大项目,合作可能更实惠:但在一些小的项目上,某些实力强的国家感觉可以承受,也能自己说了算,因此更愿意独立完成。 由此可见,在研发技术较为简单、成本低一些的航天器时采用独立研制方式较好。这样既可以承受经济和技术上的压力,还可以避免相互牵扯,同时又能掌握关键技术,提高自身水平,为今后通过国际合作建造大型航天器做好准备。如果是建造大型航天器,则应争取采用国际合作方式。这也是一种大趋势。参与国际合作的前提是自身要有一定实力,并要注意抓住有利时机,在航天领域,一个国家并不是想合作就能合作成的。国际空间站就是利用苏联解体的机会才促成了合作。 2004年,美国开始实施庞大的“太空探索新构想”,最终目标是在月球上建立基地。尽管美国承认要想完成此项史无前例的壮举需要其它国家支持,但鉴于国际空间站建造的经验教训等,美国航空航天局不再强调必须进行国际合作,并决定登月者只能是美国航天员。美国航空航天局给予其它国家参与的回报可能只是在月球背面共建一些望远镜,分享窥视遥远宇宙的成果。 [page] 还有,国际合作的途径也是多种多样的,可借鉴的方式和经验很多,但应根据自身具体情况灵活选择。这些途径包括: >先利用别国大推力火箭发射本国的大中型航天器,用本国小推力火箭发射自己的小型航天器,等自己的技术发展了再用本国大推力火箭发射自己的大中型航天器: >自行研制空间探测器,但搭载部分国外有效载荷: >以本国为主寻找一个或几个国际合作伙伴,选定一个目标,制订出各方认可的方案,认定份额、权利和义务,做出计划,批准后按计划实施: >加人大型空间探测项目行列,为其提供运输服务和有效载荷:等等。 随着经济和技术的发展,有些实力较强的国家在航天领域双管齐下,既独立搞某一航天项目,又参与同类项目的国际合作。我国导航卫星的研制就是如此:既自行研制“北斗”导航卫星系统,又参与欧洲的“伽利略”导航卫星项目。 其实,英国在今年宣布单独实施探月计划后,也仍在与美国开展空间探测方面的合作。英国科学家正与美国航空航天局合作,共同研究向月球上殖民的可能,并尝试在月球上寻找水源。英国牛津大学研究人员正在建造称为“水预言家”的仪器,准备在2008年秋天随美国“月球侦察轨道器”出征探月。该仪器采用红外测绘技术,有望探明月球两极附近的深坑内有没有蕴藏水冰。 今年4月19日,美国航空航天局与英国国家空间中心签署了一项历史性协议,确定将共同研究双方如何在未来的月球及行星探测方面开展合作。双方将设立一个联合小组,研究包括月球科学与探测在内的美英可能开展合作的具体领域。 总之,航天国际合作是一把双刃剑,关键是要根据具体情况,采取适合的方式,在适当的时机来实施才能取得最大的成果。 当今各国的探月活动也呈现出许多特点:有的是计划发射绕月探测器,进一步深化对月球的认识,有的则准备把先进的无人月球车送到月面,进行较大范围的实地考察:有的采用独立自主的方式,通过探月来带动多项技术的发展,有的则采取国际合作的方式,以便尽早获得探月成果:有的采取循序渐进的方式逐步深入,有的则采取跨越式前进的方式,目标直指建立月球基地。各国不仅采用的技术手段不同,而且探月的目的也不尽相同。例如,有的国家想利用月球没有大气层等许多独特的优势开展各种科学研究,而有的国家则瞄准了月球上丰富的资源准备开展大规模开发:有的国家对月球旅游很感兴趣,想借月球热的机会来赚上一笔,而有的国家则雄心勃勃地要在月球上建设庞大的基地,并为载人登火星做准备, 这些都需要我们不断地跟踪和分析,加强月球探测的战略研究,由此才能少走弯路。

德国要画首张月球图

德国官员和专家日前在一次会议上表示,德国计划“绕开”欧洲航天局,独自在2013年前发射一个携带高分辨率摄像头的月球轨道探测器。它将环绕月球运行4年,为制作世界上第一张详细的月球地图收集资料。

完成这一项目后,德国还计划在2020年前发射能够对月球土壤取样的无人探测器。

物理学家出身的德国总理默克尔已经表示,德国准备投入3亿欧元,作为探月项目最初5年的经费。而航天专家指出,德国并不缺乏独立探月所需的先进技术。

德国航天曾领先全球

德国的太空计划曾领先于全球,并于1942年10月把一枚火箭发射到太空中。不过,这种火箭后来被改造为V-2导弹,在二战中被用作轰炸英国和比利时的致命武器。

二战后,美国人缴获了纳粹德国的V-2导弹,领导研制这种导弹的德国专家冯·布劳恩也参与了美国的航空航天开发。另外,一些德国科学家在二战后为苏联的航空航天事业效力。

英国媒体说,德国的独立探月计划表明,德国正在重拾“太空梦”,这是德国人一次“信心上的飞跃”。

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