不仅是中美俄,这些国家都想探索张伟

日期:2023-07-11 18:06:26 / 人气:246

(深空探测实验室)。原题为《西亚国家探月活动回顾与展望》,标题出自《流浪地球2》。目前,中国、美国、俄罗斯等航天先进国家都在积极推进各自的探月计划。这种热情不仅表现在各国探月工程的任务规划已进入实施阶段并不断向前推进,还表现在任务各个层面国际合作的深化和拓展。这种情况的影响逐渐蔓延到世界其他地区,特别是西亚等新兴航天国家集中的地区。一、西亚国家探月活动现状西亚是世界上空间活动日益活跃的地区之一。近年来,阿联酋、沙特、巴林、土耳其等西亚国家纷纷在探月领域采取措施。(1)阿拉伯联合酋长国是西亚开展空间活动的代表性国家之一。2014年,阿联酋航天局正式成立。2019年,阿联酋发布了《国家航天战略2030》,提出了6大目标、21个航天发展项目和79项举措。在探月活动方面,阿联酋在努力提高本土研发能力的同时,非常重视国际合作。2020年,在第71届国际宇航大会上,阿联酋签署了美国提出的《阿耳忒弥斯协定》,成为该协定的首批签署国之一,也是西亚地区第一个加入该协定的国家。同年,阿联酋宣布计划于2022年底由SpaceX公司的火箭将“拉希德”号月球车发射到月球表面。“拉希德”号月球车将搭载在由日本I空间公司开发的着陆器“白兔”R1上。2022年12月,在多次推迟发射后,“拉希德”号月球车正式开始月球之旅。这是阿拉伯国家自主研制的第一艘月球飞船。月球车是以已故的迪拜前统治者谢赫·拉希德·赛义德的名字命名的。该任务采取低能量路线登月,月球车预定在月球东北部的阿特拉斯陨石坑着陆。按照原计划,“拉希德”号月球车将在月球表面停留一天(相当于地球上的14.75天),并在第二个农历日进行第二次操作,以检验月球车能否在月球恶劣的夜间环境下生存。“拉希德”月球车将分析月球表面的等离子体含量,并进行实验,以进一步了解月球尘埃和尖锐的月球尘埃颗粒对宇航服和设备的影响。由于着陆器的软件故障,“白兔”R1未能实现月球表面的“软着陆”,任务以失败告终。以色列是西亚航天发达国家,阿联酋一直寻求与以色列在探月方面的合作。2021年,阿联酋与以色列达成太空合作协议,该协议涉及多个太空项目,包括以色列的“创世纪”2号探月任务。根据协议,阿联酋将与以色列交换研发科学仪器,以换取2024年“创世纪2号”登月任务的机会。2022年,以色列总统赫尔佐格在出席首届阿布扎比航天大会时,进一步强调了与阿联酋开展航天合作的意义。(2)沙特阿拉伯沙特阿拉伯是西亚的重要国家,航天活动十分活跃。长期以来,沙特国内的航天活动一直由阿卜杜勒国王科技城主导。促进空间研究是沙特阿拉伯2030年愿景的目标之一。沙特阿拉伯的空间研究愿景计划旨在通过高质量的教育和培训计划,参与科学实验、国际研究和未来的空间相关任务,并培养未来的宇航员和工程师。2018年以来,沙特实施了一系列改革,成立了沙特航空航天委员会。2022年,沙特召开内阁会议,进一步革新了国内航天管理机构。在探月领域,沙特与中国合作成功。2017年,中国与沙特阿拉伯签署了《中华人民共和国国家航天局与沙特阿拉伯阿卜杜勒阿齐兹国王科技城关于中国嫦娥四号任务合作的谅解备忘录》及实施协议相关条款。根据备忘录和实施协议的有关规定,由阿卜杜勒国王科技城研制的月球小型光学成像探测器搭载在哈尔滨工业大学研制的“龙江”2号微小卫星上,与“嫦娥”4号中继星任务一同发射,在近月点对月球开展观测。在轨期间,沙特的月球小型光学成像探测器成功获取了满足实施协议技术要求的月球表面可见光图像。沙特阿拉伯王储兼首相萨勒曼曾公开表示,希望沙特阿拉伯宇航员能在2030年前登上月球。2022年,沙特签署《阿尔特弥斯协定》,成为该协定第21个签署国。该协议的签署彰显了沙特“赋能人类、捍卫地球、塑造前沿”的航天愿景,不仅有助于实现安全、可持续的太空探索,也将为通过科技创新活动为全人类创造更加美好的未来提供巨大帮助。2022年9月,沙特开始推进其宇航员计划。按照计划,美国Axiom公司将于2023年上半年向国际空间站运送两名沙特阿拉伯宇航员。这两名宇航员是沙特阿拉伯宇航员Ali Karni和第一位阿拉伯穆斯林女宇航员Rayana Banaoui。两名宇航员将在微重力环境下开展14项开创性的科学实验,帮助科学家和研究人员设计新方法,为人类进一步探索太空提供合适的条件。此外,两名宇航员将通过直播对1.2万名沙特阿拉伯学生进行三项教育实验。这一成果不仅有望提升沙特在太空探索领域的全球地位,还将支持沙特研究中心开展相关工作,并对未来的太空探索产生科学影响。一旦任务完成,沙特将成为少数几个同时有两名宇航员在国际空间站的国家之一。2023年5月,两名沙特宇航员成功进入国际空间站,进行为期8天的太空活动。图1沙特女航天员图2沙特男航天员(三)以色列是西亚最早开展航天活动的国家之一。1982年,以色列航天局正式成立。1988年,以色列成功发射第一颗卫星,成为世界上第八个拥有独立卫星发射能力的国家。2019年2月,由非营利组织SpaceIL开发的创世纪1号月球探测器发射升空。同年4月,由于探测器主发动机过早关闭,探测器直接坠毁在月球表面,任务以失败告终。根据最初的任务计划,创世纪1号月球探测器将在月球表面拍摄照片和视频,并使用其携带的磁力计在着陆点测量月球磁场。图3“创世纪1号”月球车2020年12月,以色列宣布了新的探月任务,计划在2024年前后发射“创世纪2号”月球探测器。探测器由一个轨道器和两个着陆器组成,总质量约630kg,仍由以色列航天工业公司研制。“创世纪2号”月球探测器与“创世纪1号”月球探测器的最大区别在于,它将尝试“双着陆”,即轨道器上的两个小型着陆器将在月球表面的两个不同位置着陆,并开展科学实验。在计划宣布的当天,阿联酋与以色列签署了合作协议,阿联酋将承担“创世纪2号”探测器的开发载荷。此外,以色列还与美国和德国签署了合作协议。美国宇航局的线性能量转移光谱仪(LETS)将搭载在创世纪2号探测器上,而德国航空航天中心将为以色列提供月球陨石坑导航算法(CNav)。目前,由于资金问题,创世纪2号探测器的发射时间已经推迟到2025年。(4)巴林巴林属于新兴的航空航天国家。2014年,巴林成立了国家空间科学局,负责推进其国内航天计划。2019年,巴林国家空间科学局发布了国家空间政策和2019-2023年战略计划。根据其计划,空间能力建设将是巴林空间活动的重点。在缺乏必要能力的情况下,巴林希望通过国际合作实现其发展目标。2021年,由巴林和阿联酋航天局联合研制的“光-1”3U立方卫星与SpaceX的“龙”飞船货物补给任务一起被送入国际空间站,并于2022年从国际空间站的“日本实验舱”部署到轨道。“光”1立方卫星是日本“希望”计划的一部分,也成为巴林历史上第一颗人造卫星。图4“光”1号卫星巴林国家空间科学局将“鼓励巴林成为有关空间科学和相关技术概念的国际公约和协定的缔约国”作为其发展目标之一。在月球探测方面,2022年,巴林签署了《阿尔特弥斯协定》,成为第17个加入该协定的国家,也是西亚地区第三个加入该协定的国家。虽然签署了协议,但巴林尚未宣布任何与美国“阿尔特弥斯”计划相关的太空探索活动计划。(五)土耳其土耳其是西亚最早开展空间活动的国家之一。早在2004年,它就把航天列为国家科技进步的重点领域。2011年,土耳其成立了空间技术委员会,并发布了到2020年发射多颗卫星的计划。2018年,土耳其成立国家航天局。近年来,土耳其加快了其空间发展的步伐。2022年,土耳其正式发布《2022-2030年国家航天计划战略文件》。在月球探测方面,根据战略文件,土耳其计划向月球表面发射自主研发的月球车,以积累发射技术和深空系统的经验,并通过月球车平台上的实验为全球科技做出贡献。此外,土耳其希望通过上述活动为其航天系统积累技术和经验,增强国内对太空的认识,成为世界上少数几个登上月球的国家,从而提升在航天领域的地位。土耳其的“登月计划”,又称“月球研究计划”(AYAP),分为两个阶段:第一阶段,通过国际合作将土耳其自主研发的“月球研究计划”1号飞船送入地球轨道,然后转入月球轨道,最后通过启动“月球研究计划”1号飞船上配置的自主研发的混合火箭发动机,实现月球表面的“硬着陆”。第一阶段的主要任务是验证“月球研究计划”1航天器推进发动机、定轨与控制软件、远程通信、航天器推进自主研制等关键技术。第一阶段的目标计划在2023年底,即土耳其共和国成立100周年时实现。第二阶段是实现月球表面的“软着陆”,即“月球研究计划”2号飞船通过土耳其自主研制的火箭进入太空,用自主研制的飞船发动机到达月球轨道,最终实现月球“软着陆”。现阶段,“月球研究计划”2号飞船搭载的一辆月球车将在月球表面开展科学研究。月球车计划在2028年到达月球。如果上述项目进展顺利,土耳其还将规划其他深空探测项目,并建立相应机制,以支持2022-2030年国家航天计划战略文件,促进技术商业化和技术成果转化。二、西亚国家探月活动的特点总体上看,西亚国家航天活动处于发展初期,航天能力建设仍有待加强。在月球探测领域,主要呈现以下特点。(1)月球探测器变轨能力不足以色列和伊朗是西亚少数几个具备航天器变轨能力的国家,但这两个国家目前还无法独立发射月球探测器进入地月转移轨道。以色列的创世纪1号月球探测器和阿联酋的拉希德1号月球车都是由SpaceX公司发射的。㈡月球探测器(有效载荷)的当地开发已经开始。近年来,以色列、阿联酋、沙特等国也逐渐开始具备研制本土探测有效载荷的能力。创世纪1号探测器由SpaceIL自主设计研发,拉希德1号探测器由阿联酋拉希德航天中心自主研发,沙特成功研制出用于月球探测的光学相机等一系列成果,体现了西亚国家在发展自己的月球探测器(有效载荷)能力方面成功迈出了第一步,为后续的全方位发展奠定了基础。总体而言,在探月领域,以色列、阿联酋、沙特等西亚国家仍落后于中、美、俄、欧等传统航天力量。三、西亚国家探月前景短期内,阿联酋、沙特和以色列的探月计划值得特别关注。(1)阿联酋拉希德1号任务失败后不久,阿联酋发布了穆罕默德·本·拉希德(MBR)探测器的小行星着陆计划。该项目耗时约13年,其中研发时间6年,飞行时间7年。该探测器以阿联酋总理谢赫·穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆的名字命名。根据计划,阿联酋小行星探测器将在飞行50亿公里后降落在目标小行星上,期间将飞越7颗小行星,包括10253 westling、623 Chimera、13294 Rokux、88055、23871、59980和269 Justicia。为了实施该计划,阿联酋将成立一家私营航天公司,为深空任务建立一个地面控制站,并培训新的技术人员。(2)沙特阿拉伯在进入国际空间站后,来自沙特阿拉伯的两名宇航员公开表示“他们绝对希望下一步执行长期的太空任务”。沙特阿拉伯宇航员在国际空间站工作期间,在反应箱中用盐晶体和潮湿空气进行了人工降雨实验,以观察是否会形成雨滴。这个实验有助于未来完善地球上的人工降雨技术和月球、火星上的制水技术。此外,沙特阿拉伯的宇航员还对人体免疫细胞进行了研究,以测试微重力下的炎症反应。(3)以色列的创世纪2号月球探测器将于2025年发射。目前,已经选定了三个科学有效载荷,即:药物稳定性实验(希伯来大学)、月球植物种植(本古立昂大学)和月球表面卫星遥感成像(本古立昂大学)。作为非营利组织,以色列SpaceIL要面临从其他资助者撤资的风险,还要突破创世纪2号月球探测器的各种技术难题。创世纪2号月球探测器计划通过一次任务实现月球背面的“双着陆”。目前,除中国外,没有其他国家实现月球背面“双着陆”。创世纪2号月球探测器能否成功实施,还面临很大的不确定性。(四)其他国家土耳其作为西亚重要国家之一,在埃尔多安政府时期就启动了自己的探月计划。土耳其将于2023年举行新一轮总统选举,选举结果将影响其后续探月计划的实施。此外,在众多西亚国家选择加入美国“阿耳忒弥斯”计划的背景下,土耳其选择跟随其他西亚国家步伐的可能性更大。巴林选择在2022年加入美国的“阿耳忒弥斯”计划。除了地缘政治因素,通过国际合作大力发展自己的空间科学也是一个重要的考虑。此外,约旦等联合国和平利用外层空间委员会成员是否有意开展探月国际合作值得关注。四。结论从月球探测的角度来看,西亚国家整体空间能力较弱,在开展相关深空探测活动时依赖国际合作实现既定目标。未来,深化国际合作、提升本土能力仍将是西亚国家开展探月活动的重要选择。全球新一轮月球探测热潮为西亚国家开展月球探测带来了有利的国际合作环境。西亚国家充分意识到这一有利时机,并结合各国实际情况,出台了相关战略或政策,制定了探月计划,着力发展相应的探月能力。(本文原载于《中国航天》2023年第6期)本文来自微信微信官方账号:中国航天(ID: zght-CAE CC),作者:张伟(深空探测实验室)。

作者:天美娱乐




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