在國(guó)家主席習(xí)近平對(duì)法國(guó)進(jìn)行國(guó)事訪問(wèn)期間,中國(guó)國(guó)家航天局(CNSA)與法國(guó)國(guó)家空間研究中心(CNES)簽署了合作意向。未來(lái),將在月球著陸并取樣返回的中國(guó)嫦娥六號(hào)探測(cè)器,將為法方提供10千克的有效載荷搭載機(jī)會(huì),使法國(guó)能夠利用嫦娥六號(hào)平臺(tái)進(jìn)行月球探測(cè)。
這個(gè)合作意向?qū)⒅蟹ㄔ诳臻g領(lǐng)域由來(lái)已久合作推向了新的時(shí)代。實(shí)際上,除了探月之外,中法雙方早已在對(duì)地遙感、空間醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)了合作,未來(lái)還將有更多項(xiàng)目開(kāi)花結(jié)果。
中法雙方正在簽署協(xié)議
法國(guó):老牌航天強(qiáng)國(guó)
和中華民族一樣,浪漫的法蘭西民族在太空時(shí)代開(kāi)始之前就暢想過(guò)人類去往月球的旅行。法國(guó)的著名科幻小說(shuō)家凡爾納撰寫的科幻小說(shuō)《從地球到月球》,勾勒了宇航員由大炮發(fā)射登月的場(chǎng)景。雖然在現(xiàn)實(shí)中“大炮登月法“并不可行,但這部小說(shuō)卻激勵(lì)了不少后來(lái)者將飛天之夢(mèng)變成現(xiàn)實(shí)?,F(xiàn)代航天理論的兩位奠基者,俄羅斯的康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基和德國(guó)的赫爾曼·奧伯特,都認(rèn)為《從地球到月球》從精神上啟迪了他們后來(lái)的工作。
二戰(zhàn)之后,在一部分德國(guó)V2火箭技術(shù)的基礎(chǔ)上,法國(guó)開(kāi)始了自身的航天事業(yè)發(fā)展。1965年,Astérix衛(wèi)星的成功發(fā)射使法國(guó)稱為繼蘇聯(lián)、美國(guó)這兩個(gè)超級(jí)大國(guó)后,第三個(gè)擁有自行設(shè)計(jì)、制造、發(fā)射運(yùn)載火箭和人造衛(wèi)星的國(guó)家。
法國(guó)的第一顆人造衛(wèi)星Astérix
在國(guó)家層面,法國(guó)航天活動(dòng)的管理部門有國(guó)家空間研究中心(CNES)和武器裝備總署(DGA)。其中,CNES負(fù)責(zé)民用航天政策落實(shí)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并代表法國(guó)開(kāi)展國(guó)際航天合作。而DGA則負(fù)責(zé)實(shí)施軍用航天項(xiàng)目。為了能夠在歐洲“集中力量辦大事”,實(shí)施各國(guó)可能都無(wú)法獨(dú)立開(kāi)展的大型項(xiàng)目,法國(guó)發(fā)起并參與了“歐洲空間局”(ESA)。在歐空局框架下,法國(guó)通過(guò)繳納會(huì)費(fèi)并承擔(dān)相應(yīng)研發(fā)任務(wù)的方式,參與到大型空間科學(xué)探測(cè)項(xiàng)目中來(lái)。
法國(guó)是歐空局最大的出資國(guó),歐空局的總部就設(shè)置在法國(guó)巴黎。目前,除了租用俄羅斯的發(fā)射場(chǎng)外,ESA擁有的唯一一個(gè)發(fā)射場(chǎng)即為位于法屬圭亞那的發(fā)射場(chǎng)。在成為歐空局的發(fā)射場(chǎng)前,這里是法國(guó)自有的發(fā)射場(chǎng)。歐空局的主力運(yùn)載火箭——阿麗亞娜5號(hào)火箭,是以法國(guó)為主體進(jìn)行研發(fā)和制造的,其近地軌道運(yùn)載能力可達(dá)20噸,與我國(guó)的長(zhǎng)征五號(hào)火箭能力基本相仿。歐洲宇航工業(yè)的大型核心企業(yè)也大都以法國(guó)為龍頭??梢哉f(shuō),法國(guó)在很大程度上主導(dǎo)了歐洲空間宇航事業(yè)的發(fā)展和運(yùn)作。
發(fā)射架上的阿麗亞娜-5型火箭
在ESA成立后,CNES已經(jīng)將重大科學(xué)項(xiàng)目都交到ESA框架之下,自身則專注于小型的國(guó)家計(jì)劃。因此,中法空間合作和中歐空間合作是兩條有所聯(lián)系但又保持獨(dú)立的合作渠道。法國(guó)本國(guó)沒(méi)有實(shí)施過(guò)獨(dú)立的探月計(jì)劃,而歐空局也僅在2003年向月球發(fā)射過(guò)一顆小型的環(huán)繞探測(cè)器。目前,中法探月和中歐探月合作都在平行推進(jìn)當(dāng)中。
探月三期與嫦娥六號(hào)
未來(lái),將為法國(guó)搭載探測(cè)載荷的嫦娥六號(hào)探測(cè)器是嫦娥探月三期工程框架下的探測(cè)器。按照繞、落、回三步走的戰(zhàn)略規(guī)劃,探月工程三期的探測(cè)器將能夠到達(dá)月球表面,并在那里采集月球樣本并帶回地球供科學(xué)家研究,以使科學(xué)家們了解月球和地月系統(tǒng)的起源與演化,掌握古老月球、地球乃至太陽(yáng)系誕生和成長(zhǎng)的過(guò)程。
同時(shí),探月三期的開(kāi)展還可以為未來(lái)我國(guó)載人登月、建立月球前哨站等工作提供選址探測(cè)據(jù)。探月工程三期的第一艘探測(cè)器為嫦娥五號(hào),預(yù)計(jì)將在今年年底發(fā)射。而嫦娥六號(hào)、七號(hào)、八號(hào)則為后續(xù)規(guī)劃的任務(wù),將在嫦娥五號(hào)探測(cè)的基礎(chǔ)上對(duì)月球開(kāi)展更豐富的采樣探測(cè)。
嫦娥五號(hào)外形概念圖
相比于之前有去無(wú)回的探測(cè),探月三期的探測(cè)器在月球取樣后,將從地月轉(zhuǎn)移軌道上,以第二宇宙速度再入大氣層。以往我國(guó)發(fā)射的載人航天飛行器和返回式衛(wèi)星,都是從近地軌道上以第一宇宙速度返回地面。而以第二宇宙速度安全返回地面的實(shí)現(xiàn)難度將會(huì)更大。
為了降低實(shí)際任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn),在探月二期工程還在進(jìn)行中時(shí),探月三期的先行驗(yàn)證任務(wù)——月地高速再入返回飛行器的飛行試驗(yàn)就已經(jīng)低調(diào)展開(kāi)。這艘飛行器在2014年10月24日由長(zhǎng)征三號(hào)3號(hào)丙火箭發(fā)射升空,進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,在月球附近兜了一圈后返回地球,在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域順利著陸。這艘飛行器的飛行基本仿照了嫦娥五號(hào)實(shí)際任務(wù)時(shí)返回艙的飛行,實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上最高精度的第二宇宙速度安全返回,為嫦娥五號(hào)任務(wù)的成功提供了關(guān)鍵的試驗(yàn)驗(yàn)證。
探月三期高速再入返回飛行器被成功回收
嫦娥六號(hào)、七號(hào)、八號(hào)為今年年初才剛剛公布的探月三期后續(xù)任務(wù),目前仍在規(guī)劃論證當(dāng)中。也正是因?yàn)殒隙鹆?hào)的方案尚未完全定型,才有為法方提供搭載的可能。在航天任務(wù)的設(shè)計(jì)中,能夠送上太空的每一克載荷都相當(dāng)珍貴,如果整體設(shè)計(jì)方案已經(jīng)完成,甚至探測(cè)器已經(jīng)有了初樣甚至正樣,那么即便我們熱情的希望為法國(guó)朋友提供探測(cè)機(jī)會(huì),探測(cè)器上也沒(méi)有給載荷“搭車“的空位置了。
嫦娥六號(hào)的探測(cè)目標(biāo)是月球南極。由于陽(yáng)光在月球南極是沿著幾乎與月球地平線平行的方向入射,因此在撞擊坑中有可能存在陽(yáng)光照射不到的黑暗區(qū)域,也就是永久陰影區(qū)。以往的遙感觀測(cè)表面,這里不但具備特殊的地形地貌,還有可能有水冰存在。
目前法方搭載載荷具體的科學(xué)目標(biāo)和探測(cè)功能還沒(méi)有公布,但可以期待的是,在月球南極這樣一個(gè)具備諸多有趣現(xiàn)象的地方,法方的載荷應(yīng)該會(huì)不虛此行,能夠獲得較為豐富的科學(xué)產(chǎn)出,為中法兩國(guó)乃至全世界的科學(xué)家提供研究數(shù)據(jù)。
中法合作:不僅僅是探月
作為西方陣營(yíng)中的大國(guó)和北約主要成員國(guó),法國(guó)在維持與美國(guó)的盟國(guó)關(guān)系的同時(shí),依然希望能保持其獨(dú)立自主的大國(guó)地位,并不像某些國(guó)家一樣唯美國(guó)馬首是瞻。在冷戰(zhàn)背景下,法國(guó)沒(méi)有受到意識(shí)形態(tài)和政治陣營(yíng)的束縛,從1966年就開(kāi)始了與蘇聯(lián)在太空領(lǐng)域的合作,與蘇聯(lián)進(jìn)行過(guò)聯(lián)合太空飛行和太空站試驗(yàn)。當(dāng)前,在美國(guó)對(duì)中國(guó)實(shí)施貿(mào)易戰(zhàn)和科技打壓的情況下,法國(guó)在包括空間航天在內(nèi)的諸多領(lǐng)域與中國(guó)開(kāi)展深入合作,是其獨(dú)立外交戰(zhàn)略的延伸。
實(shí)際上,在本次合作意向簽訂之前,中法在空間航天領(lǐng)域就有著良好的合作基礎(chǔ)與傳統(tǒng)。在1997年,中法之間就簽署了《研究與和平利用外層空間合作協(xié)定》。2018年10月29日,兩國(guó)合作研制的中法海洋衛(wèi)星成功發(fā)射并正常入軌工作。中法海洋衛(wèi)星是中國(guó)航天史上第一次同先進(jìn)宇航國(guó)家開(kāi)展的全流程系統(tǒng)合作。
這顆衛(wèi)星的總體研制、衛(wèi)星平臺(tái)和衛(wèi)星發(fā)射工作由中方承當(dāng),雙方各負(fù)責(zé)一臺(tái)探測(cè)儀器。中方探測(cè)儀器負(fù)責(zé)探測(cè)海面附近的風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)的精細(xì)情況,法方儀器則負(fù)責(zé)探測(cè)與海浪相關(guān)的參數(shù)與信息。這顆衛(wèi)星為兩國(guó)更好的掌握海洋的變化規(guī)律,為更精準(zhǔn)預(yù)報(bào)海洋上的各類災(zāi)害提供了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。在2018年1月法國(guó)總統(tǒng)馬克龍?jiān)L問(wèn)我國(guó)時(shí),曾經(jīng)親赴中國(guó)空間技術(shù)研究院(航天五院),參觀中法海洋衛(wèi)星的研制廠房。習(xí)主席訪法期間兩國(guó)簽署空間領(lǐng)域進(jìn)一步的合作意向,可以說(shuō)呼應(yīng)了馬克龍總統(tǒng)訪華期間的參觀。
中法海洋衛(wèi)星
與中法海洋衛(wèi)星同時(shí)確定實(shí)施的,還有中法天文衛(wèi)星SVOM。SVOM衛(wèi)星的探測(cè)目標(biāo)是宇宙中最閃耀的爆發(fā)現(xiàn)象——伽瑪暴,這種現(xiàn)象產(chǎn)生于黑洞或磁星噴射出的相對(duì)論噴流,一般在大質(zhì)量恒星生命即將結(jié)束的塌縮階段發(fā)生,也可能在致密雙星合并時(shí)發(fā)生。SVOM能夠在天空中快速?gòu)?fù)現(xiàn)和定位各種類型的伽瑪暴,全面測(cè)量和研究伽瑪暴的電磁輻射性質(zhì),并利用伽瑪暴研究宇宙的演化和暗能量情況。
目前,這顆衛(wèi)星的研制工作正在進(jìn)行,預(yù)計(jì)將于2021年發(fā)射。此外,法國(guó)的 CardioSpace裝置曾隨中國(guó)的天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室升空,收集有助于解決宇航員太空飛行后出現(xiàn)的心血管功能問(wèn)題的數(shù)據(jù)。未來(lái),CardioSpace-2裝置還將隨中國(guó)的載人航天器上天。
除了已經(jīng)有明確方案的衛(wèi)星項(xiàng)目,雙方還商定在對(duì)地觀測(cè)、應(yīng)對(duì)氣候變化等領(lǐng)域加強(qiáng)合作,以負(fù)責(zé)任的大國(guó)姿態(tài),為解決全球性問(wèn)題貢獻(xiàn)力量。
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