【摘要】深空探测是人类探索宇宙奥秘、开发天体资源、拓展空间疆域、实施技术创新的重要领域,是当今世界高新科技领域极具挑战性、创新性和带动性的重大活动,已成为21世纪航天大国和空间组织进行空间拓展与科技创新的战略制高点。作为深空探测的热点目标,月球、火星、小天体分别承载了不同的探测功能,美国、俄罗斯、欧空局等航天大国和组织对这些目标开展了相关探测活动,并有一系列的深空探测规划。随着各种高精尖科学技术的发展,我国将不断加快向更远深空迈进的步伐,从发展进入深空能力,到探索资源利用能力,再到拓展深空能力,为实现“两个一百年”目标和人类文明进步做出重大贡献。
【关键词】深空探测 月球探测 火星探测 小天体探测
【中图分类号】V11 【文献标识码】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2017.05.002
遨游宇宙、探索深空是人类一直以来的美好愿景。1957年世界第一颗人造卫星成功发射,为人类揭开了开拓外层空间的新篇章。随后,深空探测逐渐成为人类重要的航天活动领域。人类通过对地球以外其他星体的探测,了解行星的起源和演化规律,探索和揭示生命的由来及其在宇宙中的进化,进一步认识地球环境的形成和演变,并为开发空间资源、保护地球免受其他小天体危害开辟新的途径。深空探测对人类的持续生存和不断向地球以外的空间拓展有着重要的现实意义。
近年来,深空探测无论在深度还是广度上都取得了巨大的成就,而推动深空探测发展的原动力则是科学探索与技术进步。技术发展是人类破解科学难题的手段和工具,而距离遥远是实施深空探测任务所面临的首要技术难题。该难题主要表现为:长时间飞行的能源动力问题、远距离飞行的测控通信问题、深空飞行的精确导航与控制问题以及对深空环境的适应性问题等。正是这些问题的出现,才促进了利用核裂变产生的能量为探测器提供能源的空间核电源技术、通过电场力将带电离子加速喷出形成反作用推力的离子推进技术,以及高频段测控通信技术、光通信技术和深空自主导航与控制等技术的发展。同时,也促进了利用太阳光压作为动力的太阳帆等新概念和新技术的出现。
人类已经渡过了深空探测的初级阶段,正在向中级阶段迈进。未来的深空探测活动将不仅仅局限于作为人类认识宇宙、了解自然规律的一种方式,还将成为人类保护地球、进入宇宙、拓展生存空间的一种手段,也将是人类进行空间资源开发与利用、空间科学与技术创新的重要途径。进入21世纪,美国、俄罗斯、欧空局等航天大国和组织相继制定了20年甚至更长远的深空探测规划。这些规划表明,月球、火星和小行星仍将是未来深空探测的重点和热点,但其探测的内涵和深度较前期的探测活动将有明显的提升。