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又一里程碑!阿聯(lián)酋探測器瞄準小行星帶

作者:佚名    文章來(lái)源:科普中國    點(diǎn)擊數:    更新時(shí)間:2023/6/16

近日,阿聯(lián)酋公布小行星探測計劃,探測器將于2028年前往小行星帶,最終實(shí)施登陸。阿聯(lián)酋航天事業(yè)起步較晚,但近年來(lái)成就不俗,那么其小行星探測任務(wù)有哪些亮點(diǎn)?預計阿聯(lián)酋航天事業(yè)未來(lái)會(huì )實(shí)現怎樣的目標呢?

 

EMA任務(wù)探測器 圖源:阿聯(lián)酋航天局

小行星帶目標遠大

探索小行星,是繼2020年希望號火星探測器、近日受挫的阿聯(lián)酋月球車(chē)后,阿聯(lián)酋發(fā)起的又一個(gè)深空探測計劃。該任務(wù)預計持續13年,包括用6年研制并發(fā)射MBR探索者號探測器,再用7年飛行并訪(fǎng)問(wèn)7顆小行星。

阿聯(lián)酋宇航局為何對小行星帶如此感興趣?主要研究?jì)热菔呛⌒行堑钠鹪春脱莼?茖W(xué)界認為,那些位于小行星帶的遙遠天體由于距離太陽(yáng)遙遠,可能蘊含水冰資源,對它們詳細探測,或許能揭示有關(guān)地球和太陽(yáng)系其他行星上的水資源起源之謎。

MBR探索者號探測器發(fā)射質(zhì)量約2.3噸,搭載4個(gè)有效載荷,分別是高分辨率相機、熱紅外相機、中波光譜儀和紅外光譜儀。借助2臺離子推進(jìn)器前行,該探測器飛行途中將依靠大型太陽(yáng)能電池板提供電力,電池陣列展開(kāi)部署后直徑達16米,形狀類(lèi)似美國宇航局2021年發(fā)射的露西號探測器。

預計“MBR探索者”將從目標小行星150公里外飛掠,及時(shí)拍攝高分辨率圖像,收集小行星溫度和地質(zhì)特征數據,包括顆粒大小和粗糙度,以及小行星表面所含的礦物質(zhì)和有機物,進(jìn)而檢測小行星表面成分、地質(zhì)情況和內部密度。探測活動(dòng)還將評估小行星的資源潛力,為未來(lái)資源開(kāi)發(fā)做準備。

此次任務(wù)旅途漫長(cháng),將跨越50億公里。按計劃,“MBR探索者”將在2028年3月發(fā)射,7月飛掠金星,借助金星引力彈弓效應,在地球和火星之間“拋射”;接下來(lái),它將在2029年5月飛掠地球,2030年2月至2031年1月飛掠3顆主帶小行星;2031年9月,探測器將進(jìn)入火星軌道,2032年7月至2033年8月再飛掠另外3顆小行星。其中,繞火星運行時(shí),它有機會(huì )與阿聯(lián)酋2020年發(fā)射的希望號火星探測器相逢。

“MBR探索者”有望在2034年10月到達最后一顆目標小行星“正義女神”。這是一顆稀有的紅色小行星,直徑54公里。光譜研究發(fā)現,它的表面可能存在大量非常復雜的有機物,而這種紅色天體通常只能在更遙遠的小行星群中發(fā)現?茖W(xué)家認為,“正義女神”可能形成于海王星軌道附近,但后來(lái)在復雜的天體引力作用影響下“搬家”,且停留在小行星帶。

該探測器預計將用7個(gè)月的時(shí)間繞飛“正義女神”,確定著(zhù)陸區域,經(jīng)演練后,向小行星釋放著(zhù)陸器,實(shí)施著(zhù)陸探測。這可能是中東地區第一次和全球第五次小行星著(zhù)陸任務(wù)。

加速航天事業(yè)發(fā)展

在中東國家中,阿聯(lián)酋對發(fā)展航天格外重視,不甘于一味花錢(qián)采購成品。10余年間,阿聯(lián)酋從研制衛星、培養航天員和航天工程師到發(fā)射月球、火星探測器,通過(guò)大筆投入和對外合作,打開(kāi)了局面,迅速成為新興的航天參與者。

10多年前,阿聯(lián)酋與韓國合作研制了迪拜系列遙感衛星。其中,“迪拜1號”由韓國研制并培訓阿聯(lián)酋工程師,于2009年發(fā)射;“迪拜2號”由兩國聯(lián)合研制。到了2018年,阿聯(lián)酋已經(jīng)能夠自主研制哈里發(fā)系列遙感衛星?梢哉f(shuō),通過(guò)對外合作,阿聯(lián)酋實(shí)現了航天領(lǐng)域技術(shù)和人才積累。

2014年,阿聯(lián)酋成立國家航天局,公布發(fā)展框架,提出“百年火星戰略計劃”,希望2117年在火星建立適合人類(lèi)居住的城市。圍繞著(zhù)這個(gè)長(cháng)遠目標,阿聯(lián)酋通過(guò)國際合作方式,推進(jìn)多項太空計劃,實(shí)施了載人航天和火星探測等項目。

通過(guò)與美、歐、俄等多方合作,阿聯(lián)酋用3年時(shí)間快速建立和培訓了一支航天員隊伍,在2019年安排首名航天員搭乘俄羅斯聯(lián)盟飛船進(jìn)入國際空間站,實(shí)現載人航天領(lǐng)域零的突破。

阿聯(lián)酋在2015年宣布火星探測計劃,隨后通過(guò)商業(yè)購買(mǎi)、國際合作方式,邀請美國200多名科學(xué)家、工程師參與項目,本國則動(dòng)員150名航天工程師,共同研制希望號火星探測器。2020年7月,希望號火星探測器成功發(fā)射,至今不斷取得探測成果,代表“2117火星定居計劃”邁出了第一步。

阿聯(lián)酋還制定了月球探測計劃,研制了首輛月球車(chē),又在月球正面赤道北緯或南緯45度之間選取著(zhù)陸點(diǎn),希望實(shí)地探測月壤。拉希德一號月球車(chē)重約10公斤,搭載多臺科學(xué)儀器和相機,原定任務(wù)包括開(kāi)展月球表面熱特性實(shí)驗,研究月球塵埃的構成和顆粒大小,調查月球表面帶電環(huán)境等。遺憾的是,由于日本白兔-R月球著(zhù)陸器落月失敗,該月球車(chē)任務(wù)失敗。

月球著(zhù)陸堪稱(chēng)登月任務(wù)中最復雜最具風(fēng)險的部分,阿聯(lián)酋計劃廣泛聯(lián)合航天機構或商業(yè)伙伴。近年來(lái),各國官方和民間探月活動(dòng)越發(fā)活躍,為阿聯(lián)酋提供了更多機會(huì ),也能夠專(zhuān)注于月表漫游科研領(lǐng)域研發(fā),未來(lái)成功的可能性很大。

謀求轉變發(fā)展模式

長(cháng)期以來(lái),阿聯(lián)酋以石油資源和富裕著(zhù)稱(chēng),年輕人就業(yè)崗位多為工程或商業(yè)領(lǐng)域,科學(xué)研究過(guò)去不受重視。如今,隨著(zhù)石油儲量逐漸下降,食物與淡水供給等方面不時(shí)遭遇挑戰,阿聯(lián)酋經(jīng)濟已經(jīng)到了戰略轉型的“十字路口”。

阿聯(lián)酋政府認為,發(fā)展航天事業(yè)有助于提升國家在科技、工程等領(lǐng)域的實(shí)力,是未來(lái)發(fā)展的“強心劑”。阿聯(lián)酋實(shí)施月球、火星和小行星探測任務(wù),除了開(kāi)展空間科學(xué)研究外,更重要的目標是應對經(jīng)濟和環(huán)境挑戰,引導經(jīng)濟發(fā)展模式轉變,創(chuàng )造大量科學(xué)研究和復雜工程崗位,激勵年輕人投身科學(xué)事業(yè)。

為繼續推進(jìn)空間研究,阿聯(lián)酋制定了龐大的計劃,包括在迪拜附近建造“火星科學(xué)城”,兼顧研究、教育和娛樂(lè )功能;實(shí)施載人航天項目和登陸月球任務(wù),擴展航天經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。阿聯(lián)酋希望,到2030年,將本國培養的博士數量增加為原來(lái)的3倍,通過(guò)更加靈活的簽證政策,從國外引進(jìn)科研人才,設立基金,為高?茖W(xué)研究提供長(cháng)期、穩定支持,不斷提高研究與開(kāi)發(fā)資金占GDP的比重。

比如,阿聯(lián)酋小行星探測任務(wù)的合作伙伴包括哈里發(fā)大學(xué)、紐約大學(xué)阿布扎比分校、阿聯(lián)酋大學(xué)國家空間科學(xué)與技術(shù)中心、科羅拉多大學(xué)博爾德分校、意大利航天局等,參與者除了阿聯(lián)酋的國家公司和機構外,還有諸多本國和全球的私營(yíng)航天機構。各方將通過(guò)戰略合作,確保此次任務(wù)成功實(shí)施和未來(lái)太空產(chǎn)業(yè)快速增長(cháng)。

雖然“MBR探索者”的主要載荷由美國、意大利等提供,但仍有超過(guò)50%的“總體任務(wù)”和著(zhù)陸器由阿聯(lián)酋企業(yè)開(kāi)發(fā)。地面運行和操作部分也將由阿聯(lián)酋私營(yíng)運營(yíng)商通過(guò)深空任務(wù)控制中心來(lái)完成。

總之,阿聯(lián)酋政府將小行星乃至廣泛的深空探測任務(wù)定位為宏大的國家科學(xué)項目,希望借此帶來(lái)經(jīng)濟機會(huì ),深化國際合作,催生從事空間科學(xué)和技術(shù)的公司,培養新一代航天領(lǐng)域人才,加速發(fā)展國家先進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新能力。對阿聯(lián)酋來(lái)說(shuō),航天器去到哪里并不是最重要的,“怎樣去”更加重要。(作者:楊詩(shī)瑞 把關(guān)專(zhuān)家:中國航天科技集團科技委副主任 江帆)

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