在國家主席習(xí)近平對法國進行國事訪問期間,中國國家航天局(CNSA)與法國國家空間研究中心(CNES)簽署了合作意向。未來,將在月球著陸并取樣返回的中國嫦娥六號探測器,將為法方提供10千克的有效載荷搭載機會,使法國能夠利用嫦娥六號平臺進行月球探測。
這個合作意向?qū)⒅蟹ㄔ诳臻g領(lǐng)域由來已久合作推向了新的時代。實際上,除了探月之外,中法雙方早已在對地遙感、空間醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域展開了合作,未來還將有更多項目開花結(jié)果。
中法雙方正在簽署協(xié)議
法國:老牌航天強國
和中華民族一樣,浪漫的法蘭西民族在太空時代開始之前就暢想過人類去往月球的旅行。法國的著名科幻小說家凡爾納撰寫的科幻小說《從地球到月球》,勾勒了宇航員由大炮發(fā)射登月的場景。雖然在現(xiàn)實中“大炮登月法“并不可行,但這部小說卻激勵了不少后來者將飛天之夢變成現(xiàn)實?,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的赫爾曼·奧伯特,都認為《從地球到月球》從精神上啟迪了他們后來的工作。
二戰(zhàn)之后,在一部分德國V2火箭技術(shù)的基礎(chǔ)上,法國開始了自身的航天事業(yè)發(fā)展。1965年,Astérix衛(wèi)星的成功發(fā)射使法國稱為繼蘇聯(lián)、美國這兩個超級大國后,第三個擁有自行設(shè)計、制造、發(fā)射運載火箭和人造衛(wèi)星的國家。
法國的第一顆人造衛(wèi)星Astérix
在國家層面,法國航天活動的管理部門有國家空間研究中心(CNES)和武器裝備總署(DGA)。其中,CNES負責(zé)民用航天政策落實和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并代表法國開展國際航天合作。而DGA則負責(zé)實施軍用航天項目。為了能夠在歐洲“集中力量辦大事”,實施各國可能都無法獨立開展的大型項目,法國發(fā)起并參與了“歐洲空間局”(ESA)。在歐空局框架下,法國通過繳納會費并承擔(dān)相應(yīng)研發(fā)任務(wù)的方式,參與到大型空間科學(xué)探測項目中來。
法國是歐空局最大的出資國,歐空局的總部就設(shè)置在法國巴黎。目前,除了租用俄羅斯的發(fā)射場外,ESA擁有的唯一一個發(fā)射場即為位于法屬圭亞那的發(fā)射場。在成為歐空局的發(fā)射場前,這里是法國自有的發(fā)射場。歐空局的主力運載火箭——阿麗亞娜5號火箭,是以法國為主體進行研發(fā)和制造的,其近地軌道運載能力可達20噸,與我國的長征五號火箭能力基本相仿。歐洲宇航工業(yè)的大型核心企業(yè)也大都以法國為龍頭。可以說,法國在很大程度上主導(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)項目都交到ESA框架之下,自身則專注于小型的國家計劃。因此,中法空間合作和中歐空間合作是兩條有所聯(lián)系但又保持獨立的合作渠道。法國本國沒有實施過獨立的探月計劃,而歐空局也僅在2003年向月球發(fā)射過一顆小型的環(huán)繞探測器。目前,中法探月和中歐探月合作都在平行推進當(dāng)中。
探月三期與嫦娥六號
未來,將為法國搭載探測載荷的嫦娥六號探測器是嫦娥探月三期工程框架下的探測器。按照繞、落、回三步走的戰(zhàn)略規(guī)劃,探月工程三期的探測器將能夠到達月球表面,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、地球乃至太陽系誕生和成長的過程。
同時,探月三期的開展還可以為未來我國載人登月、建立月球前哨站等工作提供選址探測據(jù)。探月工程三期的第一艘探測器為嫦娥五號,預(yù)計將在今年年底發(fā)射。而嫦娥六號、七號、八號則為后續(xù)規(guī)劃的任務(wù),將在嫦娥五號探測的基礎(chǔ)上對月球開展更豐富的采樣探測。
嫦娥五號外形概念圖
相比于之前有去無回的探測,探月三期的探測器在月球取樣后,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現(xiàn)難度將會更大。
為了降低實際任務(wù)的風(fēng)險,在探月二期工程還在進行中時,探月三期的先行驗證任務(wù)——月地高速再入返回飛行器的飛行試驗就已經(jīng)低調(diào)展開。這艘飛行器在2014年10月24日由長征三號3號丙火箭發(fā)射升空,進入地月轉(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實際任務(wù)時返回艙的飛行,實現(xiàn)了國際上最高精度的第二宇宙速度安全返回,為嫦娥五號任務(wù)的成功提供了關(guān)鍵的試驗驗證。
探月三期高速再入返回飛行器被成功回收
嫦娥六號、七號、八號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。也正是因為嫦娥六號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)計方案已經(jīng)完成,甚至探測器已經(jīng)有了初樣甚至正樣,那么即便我們熱情的希望為法國朋友提供探測機會,探測器上也沒有給載荷“搭車“的空位置了。
嫦娥六號的探測目標(biāo)是月球南極。由于陽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)和探測功能還沒有公布,但可以期待的是,在月球南極這樣一個具備諸多有趣現(xiàn)象的地方,法方的載荷應(yīng)該會不虛此行,能夠獲得較為豐富的科學(xué)產(chǎn)出,為中法兩國乃至全世界的科學(xué)家提供研究數(shù)據(jù)。
中法合作:不僅僅是探月
作為西方陣營中的大國和北約主要成員國,法國在維持與美國的盟國關(guān)系的同時,依然希望能保持其獨立自主的大國地位,并不像某些國家一樣唯美國馬首是瞻。在冷戰(zhàn)背景下,法國沒有受到意識形態(tài)和政治陣營的束縛,從1966年就開始了與蘇聯(lián)在太空領(lǐng)域的合作,與蘇聯(lián)進行過聯(lián)合太空飛行和太空站試驗。當(dāng)前,在美國對中國實施貿(mào)易戰(zhàn)和科技打壓的情況下,法國在包括空間航天在內(nèi)的諸多領(lǐng)域與中國開展深入合作,是其獨立外交戰(zhàn)略的延伸。
實際上,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)星是中國航天史上第一次同先進宇航國家開展的全流程系統(tǒng)合作。
這顆衛(wèi)星的總體研制、衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星發(fā)射工作由中方承當(dāng),雙方各負責(zé)一臺探測儀器。中方探測儀器負責(zé)探測海面附近的風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)的精細情況,法方儀器則負責(zé)探測與海浪相關(guān)的參數(shù)與信息。這顆衛(wèi)星為兩國更好的掌握海洋的變化規(guī)律,為更精準預(yù)報海洋上的各類災(zāi)害提供了實測數(shù)據(jù)。在2018年1月法國總統(tǒng)馬克龍訪問我國時,曾經(jīng)親赴中國空間技術(shù)研究院(航天五院),參觀中法海洋衛(wèi)星的研制廠房。習(xí)主席訪法期間兩國簽署空間領(lǐng)域進一步的合作意向,可以說呼應(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)星同時確定實施的,還有中法天文衛(wèi)星SVOM。SVOM衛(wèi)星的探測目標(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發(fā)生。SVOM能夠在天空中快速復(fù)現(xiàn)和定位各種類型的伽瑪暴,全面測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行,預(yù)計將于2021年發(fā)射。此外,法國的 CardioSpace裝置曾隨中國的天宮二號空間實驗室升空,收集有助于解決宇航員太空飛行后出現(xiàn)的心血管功能問題的數(shù)據(jù)。未來,CardioSpace-2裝置還將隨中國的載人航天器上天。
除了已經(jīng)有明確方案的衛(wèi)星項目,雙方還商定在對地觀測、應(yīng)對氣候變化等領(lǐng)域加強合作,以負責(zé)任的大國姿態(tài),為解決全球性問題貢獻力量。
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