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又一里程碑!阿联酋探测器瞄准小行星带
2023-06-15

近日,阿联酋公布小行星探测计划,探测器将于2028年前往小行星带,最终实施登陆。阿联酋航天事业起步较晚,但近年来成就不俗,那么其小行星探测任务有哪些亮点?预计阿联酋航天事业未来会实现怎样的目标呢?

EMA任务探测器 图源:阿联酋航天局

小行星带目标远大

探索小行星,是继2020年希望号火星探测器、近日受挫的阿联酋月球车后,阿联酋发起的又一个深空探测计划。该任务预计持续13年,包括用6年研制并发射MBR探索者号探测器,再用7年飞行并访问7颗小行星。

阿联酋宇航局为何对小行星带如此感兴趣?主要研究内容是含水小行星的起源和演化。科学界认为,那些位于小行星带的遥远天体由于距离太阳遥远,可能蕴含水冰资源,对它们详细探测,或许能揭示有关地球和太阳系其他行星上的水资源起源之谜。

MBR探索者号探测器发射质量约2.3吨,搭载4个有效载荷,分别是高分辨率相机、热红外相机、中波光谱仪和红外光谱仪。借助2台离子推进器前行,该探测器飞行途中将依靠大型太阳能电池板提供电力,电池阵列展开部署后直径达16米,形状类似美国宇航局2021年发射的露西号探测器。

预计“MBR探索者”将从目标小行星150公里外飞掠,及时拍摄高分辨率图像,收集小行星温度和地质特征数据,包括颗粒大小和粗糙度,以及小行星表面所含的矿物质和有机物,进而检测小行星表面成分、地质情况和内部密度。探测活动还将评估小行星的资源潜力,为未来资源开发做准备。

此次任务旅途漫长,将跨越50亿公里。按计划,“MBR探索者”将在2028年3月发射,7月飞掠金星,借助金星引力弹弓效应,在地球和火星之间“抛射”;接下来,它将在2029年5月飞掠地球,2030年2月至2031年1月飞掠3颗主带小行星;2031年9月,探测器将进入火星轨道,2032年7月至2033年8月再飞掠另外3颗小行星。其中,绕火星运行时,它有机会与阿联酋2020年发射的希望号火星探测器相逢。

“MBR探索者”有望在2034年10月到达最后一颗目标小行星“正义女神”。这是一颗稀有的红色小行星,直径54公里。光谱研究发现,它的表面可能存在大量非常复杂的有机物,而这种红色天体通常只能在更遥远的小行星群中发现。科学家认为,“正义女神”可能形成于海王星轨道附近,但后来在复杂的天体引力作用影响下“搬家”,且停留在小行星带。

该探测器预计将用7个月的时间绕飞“正义女神”,确定着陆区域,经演练后,向小行星释放着陆器,实施着陆探测。这可能是中东地区第一次和全球第五次小行星着陆任务。

加速航天事业发展

在中东国家中,阿联酋对发展航天格外重视,不甘于一味花钱采购成品。10余年间,阿联酋从研制卫星、培养航天员和航天工程师到发射月球、火星探测器,通过大笔投入和对外合作,打开了局面,迅速成为新兴的航天参与者。

10多年前,阿联酋与韩国合作研制了迪拜系列遥感卫星。其中,“迪拜1号”由韩国研制并培训阿联酋工程师,于2009年发射;“迪拜2号”由两国联合研制。到了2018年,阿联酋已经能够自主研制哈里发系列遥感卫星。可以说,通过对外合作,阿联酋实现了航天领域技术和人才积累。

2014年,阿联酋成立国家航天局,公布发展框架,提出“百年火星战略计划”,希望2117年在火星建立适合人类居住的城市。围绕着这个长远目标,阿联酋通过国际合作方式,推进多项太空计划,实施了载人航天和火星探测等项目。

通过与美、欧、俄等多方合作,阿联酋用3年时间快速建立和培训了一支航天员队伍,在2019年安排首名航天员搭乘俄罗斯联盟飞船进入国际空间站,实现载人航天领域零的突破。

阿联酋在2015年宣布火星探测计划,随后通过商业购买、国际合作方式,邀请美国200多名科学家、工程师参与项目,本国则动员150名航天工程师,共同研制希望号火星探测器。2020年7月,希望号火星探测器成功发射,至今不断取得探测成果,代表“2117火星定居计划”迈出了第一步。

阿联酋还制定了月球探测计划,研制了首辆月球车,又在月球正面赤道北纬或南纬45度之间选取着陆点,希望实地探测月壤。拉希德一号月球车重约10公斤,搭载多台科学仪器和相机,原定任务包括开展月球表面热特性实验,研究月球尘埃的构成和颗粒大小,调查月球表面带电环境等。遗憾的是,由于日本白兔-R月球着陆器落月失败,该月球车任务失败。

月球着陆堪称登月任务中最复杂最具风险的部分,阿联酋计划广泛联合航天机构或商业伙伴。近年来,各国官方和民间探月活动越发活跃,为阿联酋提供了更多机会,也能够专注于月表漫游科研领域研发,未来成功的可能性很大。

谋求转变发展模式

长期以来,阿联酋以石油资源和富裕著称,年轻人就业岗位多为工程或商业领域,科学研究过去不受重视。如今,随着石油储量逐渐下降,食物与淡水供给等方面不时遭遇挑战,阿联酋经济已经到了战略转型的“十字路口”。

阿联酋政府认为,发展航天事业有助于提升国家在科技、工程等领域的实力,是未来发展的“强心剂”。阿联酋实施月球、火星和小行星探测任务,除了开展空间科学研究外,更重要的目标是应对经济和环境挑战,引导经济发展模式转变,创造大量科学研究和复杂工程岗位,激励年轻人投身科学事业。

为继续推进空间研究,阿联酋制定了庞大的计划,包括在迪拜附近建造“火星科学城”,兼顾研究、教育和娱乐功能;实施载人航天项目和登陆月球任务,扩展航天经济增长点。阿联酋希望,到2030年,将本国培养的博士数量增加为原来的3倍,通过更加灵活的签证政策,从国外引进科研人才,设立基金,为高校科学研究提供长期、稳定支持,不断提高研究与开发资金占GDP的比重。

比如,阿联酋小行星探测任务的合作伙伴包括哈里发大学、纽约大学阿布扎比分校、阿联酋大学国家空间科学与技术中心、科罗拉多大学博尔德分校、意大利航天局等,参与者除了阿联酋的国家公司和机构外,还有诸多本国和全球的私营航天机构。各方将通过战略合作,确保此次任务成功实施和未来太空产业快速增长。

虽然“MBR探索者”的主要载荷由美国、意大利等提供,但仍有超过50%的“总体任务”和着陆器由阿联酋企业开发。地面运行和操作部分也将由阿联酋私营运营商通过深空任务控制中心来完成。

总之,阿联酋政府将小行星乃至广泛的深空探测任务定位为宏大的国家科学项目,希望借此带来经济机会,深化国际合作,催生从事空间科学和技术的公司,培养新一代航天领域人才,加速发展国家先进技术创新能力。对阿联酋来说,航天器去到哪里并不是最重要的,“怎样去”更加重要。(作者:杨诗瑞 把关专家:中国航天科技集团科技委副主任 江帆)