2003世界科技发展回顾:空间探索各路诸侯竞相登场(图文)
科技日报(策划-尚勇 陈泉涌 执笔-国际部 配图-张亮):2003年是人类航天历史上多灾多难的一年。美国“哥伦比亚”航天飞机魂归蓝天,巴西运载火箭毁于地面……
2003年又是人类航天历史上可喜可贺的一年。月球探测热再度兴起,“旅行者”飞抵遥远的太阳系边缘……
2003年也是人类共同展望航天美好未来的一年。美国提出了新的航天战略,欧盟太空研究合作更加紧密……
1903年12月17日,美国人怀特兄弟驾驶自己研制的机械动力飞机“飞行者”1号成功地完成人类首次飞行后,人类开始了全面挑战航空和航天领域的时代。瞬间百年逝去,在这短短的时间内,人类航空和航天事业取得了从未有过的伟大成就。种类繁多的航空飞行器的“足迹”遍及全球;太空探测器飞抵太阳系边缘;人类登上了月球。
作为人类航空史的百年纪念年,今年是航空和航天史、特别是航天史极不平静的一年,人们经历了太多失败的悲伤和成功的喜悦。悲的是美国“哥伦比亚”号航天飞机空中解体、“协和”超音速客机退出历史舞台;喜的是中国“神五”载人太空舱成功遨游太空、欧空局“火星快车”探测器登陆舱成功与“快车”分离……
航天路崎岖不平坦
美国东部时间2月1日上午9点,“哥伦比亚”号航天飞机从空间轨道上返航进入地球大气层时,在得克萨斯州上空约6万米高空突然发生解体,7名机组人员全部遇难。这无疑是2003年航天领域最惨重的悲剧之一。
“哥伦比亚”号航天飞机是美国第一架航天飞机。在这次为期16天的飞行中,航天飞机机组成员共进行了80多项科学实验。搭载的学生设计的6个实验包括我国学生的“蚕在太空吐丝结茧”。
事故发生后,美国成立了调查组对事故进行调查。8月26日公布的事故原因,是“哥伦比亚”号航天飞机左翼前缘的隔热瓦或密封片在发射时受损,并形成空洞,返航时高温气体从空洞进入航天飞机并导致其解体。
“哥伦比亚”号航天飞机的失事造成以色列历史上第一位航天员殉难,给以色列的太空研究工作造成影响。一些需要在太空开展的研究计划不得不推迟到明年或以后进行。
航天事业的另一次悲剧当属8月22日巴西第三枚VLS-1型运载火箭在发射平台上发生的爆炸,最令人痛惜的是有21名航天科技人员在爆炸中丧生,巴西航天事业蒙受巨大损失。初步分析,4个发动机中一个点火装置出现问题可能是引起爆炸的原因。
尽管巴西作为地区大国,在太空研究领域是发展中国家的佼佼者,航天研究开发取得了世人瞩目的成就,但是包括此次在内的三次火箭爆炸事故映射出巴西航天工业的软肋,那就是投资不足。由于资金缺乏,技术人员出现了专业分工不细、设备安全性能不过硬的情况,同时导致科技人员流失严重。
事故发生后,巴西总统卢拉明确表示,巴西将继续为拥有自己的航天技术而奋斗,这个讲话大大鼓舞了航天领域的研究人员。
希望成为航天大国的日本,今年年底的运气似乎有点不佳。首先是H2H火箭发射失败,接着是“希望”号火星探测器回天无望。H2H运载火箭发送间谍卫星的计划在多次因故推迟后,终于在11月29日点火实施,却不料火箭升空不久出现异常,结果发射失败,箭星俱毁。本次发射失败的原因可能是其中一个固体燃料助推器喷嘴漏气,影响隔热效果,导致导火索在高温中处于断线状态,无法引爆助推器与火箭主体分离装置。
12月9日晚,日本宇宙航空研究开发机构说,因工作人员维修无效,去年因电源故障停止工作的“希望”号火星探测器主发动机无法恢复工作,“希望”号变成了“绝望”号。“希望”号原定于14日凌晨3时19分到达距火星表面894公里的上空,这是它进入环绕火星飞行预定轨道的最后机会,在此之前它必须完成发动机点火等准备工作,东京时间9日20时是排除故障的最后期限。“希望”号火星探测器1998年由原宇宙科学研究所发射升空。
此外,“伽利略”号木星探测器今年在木星大气中烧毁,但是“伽利略”告别人类显然不能称为失败。在长达14年的太空遨游中,“伽利略”号圆满完成了对木星及木星卫星的探测任务,它曾绕木星运行34周,向地球发回1.4万张照片,并在木星的三颗卫星上发现了地下液态盐水存在的证据。对许多目睹“伽利略”号诞生,并追踪其升空工作和消失的科学家来说,失去它如同失去了自己的孩子。
空间探索苦中也有甜
2003年是俄罗斯凸显世界航天大国地位的一年。美国“哥伦比亚”号失事后,航天飞行全面停飞,人们对国际空间站的前途产生担忧。为了全力以赴应对国际空间站的建设危机,俄紧急制订了最佳应急方案:决定在一年到一年半的时间内频繁发射飞船,为国际空间站运送宇航员和食品、燃料等补给物资;暂时将国际空间站上工作的宇航员人数从3名减少到2名;暂时停止了国际空间站的短期考察工作和太空旅游商业发射任务。今年,俄向国际空间站发射了两次“联盟”号载人飞船,为国际空间站送去了第七和第八批常驻宇航员;三次“进步-M”货运飞船,为空间站送去了食品、燃料等补给物资。
“哥伦比亚”号航天飞机的失事从一个侧面证实:与航天飞机相比,飞船虽不能重复发射,但简单、实用、安全性高,生产周期短,是一种性能良好、经济效益可佳的空间运输工具。航天飞机虽然能多次使用,但结构复杂、维护成本高、生产周期长。
冷战时期,前苏联和美国从海洋、陆地和空中直到太空展开了全面竞赛。探月成为它们角逐的一大焦点,最终美国宇航员多次登月成功,在探月方面占尽了上风。今年全球兴起新一轮探月热,但同过去的相比,这次不仅少火药味,而且参与国要多得多。
9月28日,欧洲月球探测器SMART-1顺利搭乘阿丽亚娜5G型火箭在法属圭亚那的库鲁发射场顺利升空,正式拉开了新的探月热的序幕。SMART-1是欧洲首枚月球探测器,主要任务是绘制月球表面地形地貌图和矿物分布图,研究其表面岩石的化学成分,探求月球的构成,其中最为引人关注的是对月球是否存在水资源的探测。此外,SMART-1采用的太阳能离子发动机被视为人类未来星际旅行的动力源之一。
印度在2001年曾透露过登月计划,但之后动静不大。今年8月15日,印度总理瓦杰帕伊在独立日演讲中不仅为登月计划大开绿灯,而且宣布印度将在2008年前向月球发射一颗环绕月球的小型无人探测器,并在此基础上实现2015年前宇航员登月,印度登月计划正式浮出水面。印度空间研究机构12月5日宣布,印度已经掌握了可以用于发射地球同步卫星和实现载人登月计划的重型火箭制造技术。
中国首个月球探测计划“嫦娥工程”于今年3月1日启动,分三个阶段实施,首先发射环绕月球的卫星;接着发射月球探测器;最后送机器人上月球,建立观测站,为载人登月及月球基地选址做准备。整个计划大概需要二十年的时间。10月16日中国成功地完成了载人航天飞行,为“嫦娥工程”奠定了坚实的基础。
回顾这一年,火星研究掀起热潮。6月2日,欧空局“火星快车”探测器从哈萨克斯坦的拜科努尔发射场顺利升空。这是欧洲发射的第一个火星探测装置,它的升空不仅将揭开火星是否有生命的奥秘,而且标志着欧洲航天技术进入了一个新时代。“火星快车”计划全部成本约2亿欧元,是历次火星探险计划中投资最少的计划。探测器上搭载的、由英国科学家研制的“贝格尔2号”登陆器直接降落到火星表面,寻找火星存在水的证据并对火星大气和土壤成分进行分析。德国也为探测器研制了专门的设备,其中包括摄像头、传感器、显微镜和小型试验舱。12月3日,欧空局透露“火星快车”探测器已接近火星,并发回了第一张火星照片。18日,“贝格尔2号”登陆舱成功同“火星快车”分离,计划26日降落到火星表面。
紧随着欧空局的“火星快车”,美国航空航天局向火星发射了“勇气”号和“机遇”号火星车,目的同“火星快车”计划类似,也是探寻火星存在水的踪迹以及是否有适合生命存在的条件。美东部时间6月10日13时58分,“勇气”号火星车在经历多次推迟发射后,终于乘坐火星探测器成功升空,开始为期7个月的星际旅行。不到1个月,7月7日(美东部时间)晚11时,运载“机遇”号火星车的火星着陆探测器又发射升空。
除日本“希望”号火星探测器失败外,现在仍有3台探测器奔向火星,国际火星探测竞赛开始升温。
美国老当益壮的“哈勃”望远镜抓住火星与地球之间距离最近(6万光年)的良机,拍摄到多张火星“全身照”。天文学家们说,这是迄今从近地轨道上拍摄到的最清晰的火星照片,有望在未来几十年中用作天文学教材。美国宇航局8月27日还公布出其中的两张照片,一张照片上可分辨出一个椭圆形火山和实际长度4000多公里的火星峡谷;另一张照片上可以看到一个巨大的冲击盆地。
人类对太阳系研究及地外生命的寻找仍在继续。11月5日出版的《自然》杂志称,“旅行者1号”飞船经过26年的飞行,在跨越130亿公里距离后抵达太阳系边缘,成为飞得最远的人造飞行器。有科学家甚至认为,“旅行者1号”已经穿过了太阳系和另一个恒星系的边界—