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俄罗斯重整月球开发计划

时间:2023-01-10 16:25:03 来源:网友投稿

俄罗斯是世界上首先成功发射月球探测器的国家,20世纪60~70年代,前苏联曾多次发射不载人的自动探测器对月球进行考察,并取得巨大成功。20世纪90年代末,随着第二轮探月高潮的兴起,俄罗斯又开始酝酿新的月球开发计划。正在执行的《2007~2015年俄联邦航天计划》中,已经有两个月球探测器项目开始实施,进一步的月球开发计划也在拟议当中。

21世纪初期俄罗斯月球开发计划将分四个阶段进行:

第一阶段:实施“月球-全球”项目,在2012年向月球发射一组探测器,其中包括月球轨道器、着陆器、月球穿探器和高速穿探器,该项目的主要任务是研究月球内部结构,为发射月面巡视器(月球车)选择着陆点,为未来建设月球基地及其它工程提供基础数据。

“月球-全球“项目

“月球-全球”项目最早提出于20世纪90年代末,1998年在莫斯科召开的第三次国际月球研究开发大会,俄罗斯公开了该计划,并得到与会的各国航天局代表的高度评价与支持。90年代末,俄罗斯政府开始为该项目提供经费支持,同时希望通过国际合作吸引外来经费,但由于1998年世界金融危机,已经开始的工作没有继续得到资金支持,无法按最初提出的计划实施。此后,俄罗斯政府将“月球-全球”项目纳入2006年出台的《2007~2015年俄联邦航天计划》,该项目的各项工作得以继续。

“月球-全球”项目的主要科学目标至少包括2项:一是通过月震研究月球内部结构(包括确定月核的尺寸),这项研究将有助于人类深入认识月球起源;二是探测月球上的自然资源,例如水及其他易挥发的物质,以便于在执行月球任务时,对有用资源进行开发和利用。

第二阶段:实施“月球一资源”项目,在2012年发射月球车和轨道器。该项目将与印度合作实施,月球车由俄罗斯研制,月球轨道器及发射用的运载火箭由印度研制,它们由同一火箭一次发射完成,分别承担月面现场探测和月球轨道遥感探测。

第三阶段:实施“月球-土壤”(Luna—Grunt)项目,在2018年左右分别发射月球车和月球采样返回探測器,利用月球车采集月球土壤和岩石样品,并将月球样品返回地球供地面分析研究。

第四阶段:实施“月球-多样”(Lunar POlygon)项目,以前期开发的月球轨道探测器、月球车和采样返回探测器等为基础平台,开发研制一系列可在月面工作的自动化设备与设施,建设完成一个能够执行月球勘探、科学研究、采样返回等任务的自动化工作的月球基地。项目实施时间尚未确定,有可能在2020年左右。

关于俄罗斯的载人探月计划,航天局领导人佩尔米诺夫在回答记者提问时曾表示,俄联邦航天局制定的俄罗斯航天活动远期发展纲要(~2040年),确定了载人探月的相关内容。他说,2040年前俄罗斯将在月球轨道上建立载人空间站、月球勘测系统和有人居住的月球基地。首次载人登月考察可能在2025年进行,月球居住基地的建设在2027年到2032年之间进行,载人登陆火星将有可能在2035年后实施。

着陆器(PS)

着陆器将降落在月球极区,将用来对月表进行现场探测,如研究极区月坑的月表(月壤和月岩)成份、月坑地区凝结的挥发物质的成份,获取高分辨率图像等。着陆器将携带质量-能谱仪。电视摄像机,Y-频谱仪,中子频谱仪等设备。着陆器总质量为250千克,其中制动发动机质量约180千克,进入速度80~100千米,秒,最大过载500g,到达月球表面前过载降低到200g,并使用缓冲气囊进行软着陆

飞行方案

运载火箭将采用联盟-2/弗盖特火箭,把探测器先送入200千米的近地轨道,然后上面级动力装置把探测器送入地月转移轨道,探测器将飞行4.5天时间后到达月球。在飞行过程中。探测器先释放高速穿探器模块,该模块携带10个高速穿探器独立飞行。到达预定高度时,10个高速穿探器分两批飞向月球。第一批5个沿着10千米直径的圆环射向月球表面,它们彼此的间距大致相等,形成外环;第二批5个沿着直径5千米的圆环均匀分布,形成内环。此后,携带宽频月震探测计和摄像机的两个月球穿探器逐次分离,并在月面着陆,它们彼此之间的距离不超过300千米。最后。着陆器在月球极区实施着陆,而轨道器则携带探测有效载荷进行遥感探测,以及将探测信息转发给地球

高速穿探器(HSP)

“月球·全球”在飞往月球的轨道上先后分两次投放总计10个高速穿探器,其主要任务是对月震进行探测。每个穿探器的质量为15千克,它们将高速钻入月球表面,穿透时的速度为2.5千米/秒,穿透深度10~15米,过载能够达到10000g。其外壳经过特殊设计,能够减轻过载对科学设备的影响。高速穿探器携带了窄带月震波探测计,它们沿着直径10千米(5个穿探器)的外环带和直径5千米内环带(5个穿探器),分别钻入月球表面。高速穿探器探测的月震信息将通过天线把探测信息发送出去。

月球穿探器(PL)

“月球一全球”携带了2个月球穿探器,它是一种宽频月震接收器,主要探测低频月震信息。月球内部深度超过1000千米深度时,高频震波衰减严重。因此,为了获取月球核心区的信息,2个穿探器采用的是高灵敏度的低频地震计

“月球-资源”项目

“月球-资源”项目是俄罗斯与印度的合作月球探测项目,探测器预计于201 2年发射升空。该项目将发射月球轨道器和月球车,其中轨道器由印度研制,月球车由俄罗斯研制。两个航天器由印度研制的“同步轨道运载器2”运载火箭一次发射完成,飞行过程见飞行轨道示意图。

整个探测器发射质量为2304千克,其中俄罗斯负责研制的月球软着陆器质量1200千克,月球车质量58千克(包括10千克有效载荷,寿命为1年);印度负责研制的轨道器将携带50千克科学有效载荷进行遥感探测。月球车对月球进行现场勘察,其安装有定向天线,可将探测信息发送至轨道器,然后通过轨道器发回地球。按计划,月球软着陆器将携带月球车在月球南极地区实施软着陆进行现场勘测。

“月球-土壤”项目

“月球-土壤”项目没有被列入当前执行的俄联邦航天计划,但有可能在下一个《2012~2020年联邦航天计划》中实施。该项目主要执行月球自动采样返回任务。从俄罗斯有关机构公布的数据看,该项目将先发射一个月球车,此后再发射一个月球采样返回器,通过月球车收集月壤样本,并用采样返回器将其送回地球,探测器发射时间可能在2018年前后。

在这个项目中,月球车、采样返回器所用的入轨动力装置、着陆器的方案与“月球一资源”项目基本相同,采样返回器飞行过程略有不同,送回地球的月壤质量不超过1千克(另有资料认为是0.2千克)。

“月球-多样”项目

“月球-多样”项目是俄罗斯利用不载人的自动化探测器开发月球最后阶段的项目,同时也是对前三个阶段成果的综合集成。

从俄罗斯相关机构公布的资料来看,该项目将以前期研制的“地球-月球-地球”运输系统、月球轨道器、月球车、采样返回器等设备为基础,开发一系列能够在月球表面自动操作的功能设施,建设集月球勘探、科学研究、采样返回等功能于一身的自动化作业的月球基地。月球基地的组成部分主要包括:太阳能发电站、远程通信站、科学考察站、月面勘查设备、起飞着陆设施、轨道探测设备等。该项目实施的时间尚未确定,有可能在2020年左右。

建设月球基地所用的“地球一月球一地球”运输系统,将采用统一的地月转移入轨动力装置和通用轨道着陆平台。通用轨道着陆平台既可用于返回火箭和月球车的软着陆,也能够作为月面固定式工作平台开发新的月面设施,如发电站、通信站、科学站等。月球车则可作为移动式平台,开发考察车、施工车、维修车等移动工作设备。

这个项目任务极为复杂,技术难度较高,且耗资庞大,将来能否真正实施,还存在很多未知因素。

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