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中国人登月要干什么 [复制链接]

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离线吴伟
 

只看楼主 倒序阅读 0 发表于: 2021-12-24
中国人登月要干什么
一 前言

现在,中国要登月的话题很火,先是我国的火箭发动机技术进步明显,时有好消息传出。然后又有院士出来表态,虽然说的比较委婉,比较严谨,但是我们都知道,这意味着中国人开始认认真真准备登月了。
我们可以猜想,载人登月应该有几个大系统,技术攻关难度很大,火箭运输系统、宇航员系统、飞船系统、测控通信系统和科学载荷系统。现在,这些具体的技术细节,网上的资料非常少,很多都是捕风捉影。有时候,在开会的路上,我喜欢问同行老师一些关于登月的小道消息,但他们说到关键处就不说了。所以,接下来我要写的都是我个人的猜想,结合我个人的专业以及在网上查到的信息,合理猜想。大家看完乐一乐就好,我也完成发一个帖子的指标哈哈哈哈
本着严谨猜想的态度,我只猜关于科学载荷的部分。我记得有一次开会,载人办公室的季启明的大概意思说:“我们登月了,然后呢?国家、人民狂欢之后还剩什么?回答这些问题,还要你们载荷系统的论证攻关。”
简单来说,他的意思是,登月之后,国民的热情下来了,就会开始有思考有疑问,甚至有质问,总不能就把人送上去,然后接下来就完了吧。那么,中国人登月到底要干什么呢?
二 应该会做这些事

首先,我们先简要回顾嫦娥五号的任务,官方定性,嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。那么,将来载人登月,中国要不要继续采样呢?毫无疑问,要!这点可以参考美国,美国登月好几次,每次都采样,采了几百公斤的月球土壤。月球土壤是月球最有研究价值的,所以,将来我国登月肯定还要采样。
那么,和美国不同的,我们在采样这块会有什么技术突破,这点可以参考美国,哈哈,摸着美国过河不是没有道理的。经过NASA他们自己事后研究,他们采集的样品存在污染严重的问题,这个污染在很多过程都有,比如采集过程、封装过程、运输过程、储藏过程甚至检测过程,这不是说他们技术不行,而是因为他们是第一个吃螃蟹的,所以,漏洞是难免。
前车之鉴,后事之师,我们肯定要发展月球样品采集与封装技术,以及月球样品储藏和检测技术。如果大家还记得,嫦娥五号的报道中,自动采集封装和样品储藏也是报道的亮点。但是,技术要进步迭代,之前的肯定有不足的地方。比如,嫦娥五号选择的封装金属材料会不会分子扩散,污染样品等等。

然后,让我们开一下思路,既然把样品带回来会污染破坏样品,那么可不可以发展月尘月壤就地探测技术?我猜肯定可以。至于使用什么样的技术思路,我也猜不到。不过,根据我阅读的一些文献,月壤月尘的粘性、颗粒大小、外形、带电量(尘埃等离子体)以及扬尘机制,这些都是国际上科学研究的热点,我想我国科学界应该也要关注吧。

另一个,我们民众听的最多的,地质和资源勘探。我们知道,核聚变有很多种,某些聚变产生的中子是可控核聚变非常头疼的问题,中子它不带电,托卡马克装置或者仿星器用来约束高温等离子体的磁场管不了中子,但是,氦-3和氘聚变不产生中子,这个过程产生氦-4加一个质子,并放出18MeV的能量,这是非常诱人的一个技术思路,但是,地球的氦-3资源非常少。我们也知道,月球没有大气,太阳风直接注入月球土壤,因此月球拥有非常丰富的氦-3资源。所以,资源勘探,氦-3应该是一个代表元素,当然还有其他的资源,这个我不太清楚,以前一起上课的地质地球所的同学应该很清楚。
这里说一条支线,就是核聚变的进展。我国合肥的东方超环反正是好消息连连,证明我们有维持燃烧的能力,CFETER也有消息。西南物理研究院也搞过仿星器,而国际上最大的国际热核聚变实验堆ITER,中美俄欧盟和印日韩都在参与。我个人感觉,假以时日,核聚变很有可能成功,那时候,月球就是兵家必争之地了,月球的资源肯定就是现在的石油。

所以,从着眼未来的角度,登月还是很有必要的,登月之后,勘探资源也是很有必要的。这就有点像人类大航海时代了,那么,大航海时代,什么东西最重要呢?当然是船和罗盘,当然,还有一张世界地图。那么我想,我们登月之后,也需要一张月球的世界地图。
这张世界地图,最基本的,应该包含地形地貌信息,分辨率肯定越高越好,毕竟,很多时候在上面的都是无人巡航器。等基本地图建好了,是不是可以往上面填更多的信息,比如某处的矿藏丰度,开采难度评估,危险系数评估等等。我们现在已经有了月球全貌图,不过这远远不够,太粗糙了,很多信息都没有。你们也许还记得,B站有一个视频,嫦娥四号(还是五号来着)要登陆的时候,由环绕器先扫描月表,地面人员根据数据在地面一锹土一锹土的建模,之后才放登陆器下去,如果我们有很高精度的地图,就不用这一步了。

让我们把眼光继续放大,把日地系统和地月系统结合起来看。我们知道,月球的公转轨道半径大约60个地球半径,相当远了。月球转一周,大约有四分之一的时间会在地球磁层里,其他时间直接暴露在太阳风中。因此,在月球上观察地球,实在是合适不过了。实际上,这个思路是我们单位的研究员们提出来的,他们在SMILE(太阳风磁层相互作用全景成像卫星计划)的基础上,借助月球科研站平台,进一步提出月基软X射线成像磁层全景探测。我看到他们的文章时,我感到很震撼,非常有创意的想法。

当然,当我国可以登月,能做的事情肯定不止这点,月球是个非常有趣且有代表性的星体。比如月球实际上是带电的,电压最低的时候有负的几千伏。此外,月球虽然没有大气,但是月球表面有扬尘,这一点最早由美国宇航员观察到,并在返回地球的时候绘制了一张科学图。诸如此类的,现在很多科学家都专注解释这类现象,但苦于缺少数据。还有很多我们想不到的,等待我们去发现。
三 总结

以上我猜了几个登月可以干的事,这些事不一定要登月才能干,但是呢,需要趁着登月的契机才能干好,讲究时机。
总的说来,包括几个事:月球样品采样检测技术、地质与资源勘探、月球地图和观察地球。
我感觉这些也不是不切实际的猜想,还挺合理,有一些还是基于已发表论文猜的。而关于火箭运输系统、宇航员系统、飞船系统和测控通信系统,我不了解,都是看网上不靠谱的消息,就不猜了。
离线梁梦娇

只看该作者 1 发表于: 2021-12-28
     我认认真真看完了,我觉得你讲的内容与形式不输短视频平台上的哪些科幻UP,有理有据,关键是我有兴趣读下去。
    “中国人要登月干什么?”,我作为一个传媒生,对这个话题的参与度就如你开头讲的那一群欢呼观众,全片看下来,我觉得启发很大。不管是天外的月球,深海里的世界、还是地底下的未知空间,都在一群科学先驱的探索中,离我们这群地面居住的普通人越来越近,并无处不影响着我们的生活、工作、社交话题。
    隔行如隔山,看到你的文章很惊喜,会持续关注你哦
离线陈江俣

只看该作者 2 发表于: 2021-12-28
很专业的文章!看完确实明白了很多,对我国探月计划有了一个更加深入的理解了,涨知识了!
离线吴宇轩

只看该作者 3 发表于: 2021-12-28
确实,登月对我国科研价值及未来生存发展太重要了!
离线欧阳于蓝

只看该作者 4 发表于: 2021-12-29
回 梁梦娇 的帖子
梁梦娇:     我认认真真看完了,我觉得你讲的内容与形式不输短视频平台上的哪些科幻UP,有理有据,关键是我有兴趣读下去。
    “中国人要登月干什么?”,我作为一个传媒生,对这个话题的参与度就如你开头讲的那一群欢呼观众,全片看下来,我觉 .. (2021-12-28 12:20) 

我和梦娇一样的感受诶,虽然月球、太空这些听起来很深奥,但是你讲的很清楚,很好理解,感觉给大家打开了新世界的大门。希望持续更新。
离线向佳越

只看该作者 5 发表于: 2022-01-02
敬佩师兄。
离线杨秀春

只看该作者 6 发表于: 2022-01-15
谢谢吴伟,我想这篇文章可以评为年度精华文章!
静坐常思己过,闲谈莫论人非
离线龙书培

只看该作者 7 发表于: 2022-01-15
点赞!
未经本人同意,禁止任何形式的转载!
离线陈有兰

只看该作者 8 发表于: 2022-01-31
涨知识了,前几天在看一部电视剧,是有关航天设计师的,里面提到比较多的是探测器。现在看到师兄的文章对“登月可以干的事儿”有了解啦
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