今年,嫦娥七号探测器即将踏上征程,直指月球南纬85度以上的南极-艾特肯盆地,此次任务剑指月球水冰资源,中国有望成为全球首个在月球上真正找到水的国家

人民科学家、中国科学院院士叶培建直言,全世界科学家都认可月球水的存在,却始终无人真正获取,而这一次,中国航天将向着这一目标全力探索,既要在月球表面探寻,更要深入永久阴影坑中寻找水冰踪迹。

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月球找水,难在极致恶劣的环境与未知的水冰赋存状态。月球南极的永久阴影坑终年不见阳光,温度低至-240℃,且处于高真空环境,水冰在此极易受热挥发,稍有温升就会造成探测样本损失;

同时水冰既可能暴露在月壤表面,也可能埋藏于地下冷阱,分布极具随机性,轨道遥感探测难以精准定位;更关键的是,阴影坑内无光照,探测器无法依靠太阳能供电,单次作业时间受限,低温还会持续消耗设备能源,对探测装置的续航与抗寒能力提出极高要求

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此外,阴影坑内的月球冻土因水冰胶结变得坚硬,与中硬岩石强度相当,常规探测设备难以开展作业。

为攻克这些难题,嫦娥七号打造了专属的探月方案。

任务采用“四器一星”组合模式,轨道器、着陆器、巡视器各司其职,独创的飞跃器更是核心利器,它如同“钢铁跳蚤”,借助月球低重力实现高效跳跃,轻松越过地形障碍,完成人类首次月球阴影坑近距离勘查;

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鹊桥二号中继卫星则搭建起通信桥梁,让飞跃器在黑暗中也能将探测数据实时传回地球。

同时,哈尔滨工业大学研发出模拟月球极区环境的实验装置,能营造真空环境并将温度降至-240℃,制备出逼真的月壤水冰样本,为探测器设备研发与测试提供了精准依据,确保探测机具能适应极寒环境,在破碎硬质冻土的同时精准控温,防止水冰挥发。

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在整个探水过程中,各类传感器堪称嫦娥七号的“千里眼”与“顺风耳”,是探测水冰的核心支撑。

光谱传感器能捕捉月壤的光谱特征,通过特征谱线精准识别水冰的存在与含量;

雷达传感器可穿透月壤,探测地下埋藏的水冰分布与深度,解决水冰赋存随机的难题;温度、压力传感器实时监测探测环境,为设备控温、作业规划提供数据支撑;

力学传感器则能感知月壤硬度,指导探测机具调整作业力度,高效破碎月球冻土。这些传感器协同工作,实现了对水冰的全方位、精准化探测,让隐藏在月球南极的水冰踪迹无所遁形。

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嫦娥七号的探水之旅,不仅是为了找到月球水冰,更是中国深空探测的重要一步。此次任务若成功,将揭开月球水的起源与演化之谜,为地月系统起源研究提供关键线索,更能为未来月球基地建设奠定资源基础——水冰可分解为氢和氧,成为航天员的饮用水与火箭燃料。

而这只是中国深空探测的缩影,天问系列行星探测任务正加速推进,天问二号将开展小天体采样返回,天问三号计划带回火星样本,天问四号直指木星探测;

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同时太阳探测、金星探测等任务也在规划中,一个覆盖地月空间、月球、火星乃至整个太阳系的全域深空探测体系正逐步成型。

未来,中国航天将继续向着深空迈进,在解锁宇宙奥秘的同时,为人类星际探索开辟新的道路。