9月11-13日,我有幸在法国图卢兹见到了欧洲月球村计划的负责人Bernard Foing先生。在中国国内从事月球研究的人对他都很熟悉,他本人也经常来中国访问。Foing 先生的身份比较多,他本人目前为ESA工作,是著名的smart-1卫星技术验证项目的科学负责人,也是国际月球组织ILEWG( International Lunar Exploration Working Group)的负责人。关于欧洲的月球村计划和进展,我跟他进行了交流与探讨,介绍如下:

首先,Foing先生说他对中国的嫦娥月球探测工程非常关注,也知道中国后续还将开展CE-6,CE-7,CE-8及月球科考站任务,他对中国探月工程的进展表示祝贺和赞赏。其次,Foing先生也谈到了印度的探月计划,对于月船-2号着月失败表示惋惜。

Foing先生告诉大家,1998年他们代表ILEWG组织,提出了月球村的发展路线图,一共包括4个阶段,机器人探索阶段、机器人月面永久生存阶段、月面资源开发阶段、载人月球基地阶段。

在这4个阶段中,
第一个阶段是无人探索阶段,包括轨道器、着陆器和巡视探测器;第二个阶段是机器人建造阶段,包括重载机器人和轻载机器人,目的是勘探和测绘月面资源;第三个阶段是为构建有人系统的机器人建造阶段,包括居住舱、食物生存系统及能源生存系统;最后一个阶段是载人系统运行阶段,包括载人月球基地。

时至今日,全球的月球探测进入新一轮高潮。代表性的任务有:1)阿波罗载人登月工程,今年是50周年; 2)技术验证任务,例如smart-1技术验证卫星主要验证地月间的电推进技术; 3)科学与探索任务,例如美国的LRO月球勘测者卫星,主要目的是勘察月球资源;4)发现级任务,例如印度月船一号发现月球南极水冰的存在;5)新的着陆任务,例如中国嫦娥4号月球背面着陆任务;6)新的商业任务;7)大型货运任务;8)载人先驱任务;9)大型载人登陆任务。

根据全球月球探测工程的规划,如上图所示,接下来5年的机器人月球探测任务主要是中国、印度和俄罗斯的计划,着陆南极是关注的焦点,此外也包括美国提出商业月球计划;在载人月球探测任务中主要是美国NASA提出的Artemis任务以及美国私营公司的商业环月旅游任务,美国计划让第一位女性执行重返月球计划,而且在2028年在月球建立永久基地。

在谈到月球村计划与其它空间任务和地面设施的关系时,Foing先生告诉大家,需要综合考虑的是与其它行星无人探测任务、火星无人探测任务、空间站任务、支持性的地面基础设施、月球基础设施(为了进一步深空任务拓展,例如月面发射、ISRU原位资源利用技术、制造生产及实验室)等方面的关系。月球是离地球最近的天体,对这个星球的利用必然是验证其它星球长期生存和开发利用技术的重要一步。

在谈及ESA关于月球村的战略性指导意见时,Foing告诉大家,月球村应该是公开的国际合作的探索任务,靠单一国家的力量很难实现;它应该是多种目标多种任务,也应该有多个使用者,它支持自由公开的使用;国际空间站已经验证了国际合作任务的可能性,不过它即将到寿命末期;月球村计划是欧洲提出的带有高度前瞻视野的大型项目;月球村也应是未来长期深空探测任务的里程碑式的一步。

在发展和建设月球村任务时,可以考虑更多的使用机器人开采、开发和利用的任务,包括3D打印屏蔽防护层等,以构建一个可以在月表长期存在的基础设施。

谈到在推动实现月球村任务面临的挑战时,Foing指出未来的月球村一定是人机联合探测的,它的主要困难体现在选址、能源的供给,以及可达性等方面。



ESA为此,已经在地面模拟的月球基地上开展人员的模拟训练任务,尝试如何构建基地、铺设电源、以及开辟运输路线等工作。

构建月球村总体来看,面临的困难还很多,包括1)发射、运输、推进与交会对接(各种轨道上);2)着陆;3)仪器设备、小型化设备;4)机动和机器人;5)复杂系统;6)通信与自动化;7)航天员与机器人联合探测,AI技术的使用;8)空间生物技术;9)药物以及乘员绩效技术等。

构建月球村的关键技术,包括1)科学仪器载荷;2)平台子系统及其关键技术;3)系统级关键技术;4)任务层面的关键技术,整体的任务构架;5)地面运行技术;6)先进的突破性技术。

展望2061年,Foing先生热切地介绍到,2024年是重返月球的关键节点,如果顺利完成的话,2030年可以在月球上建立10人规模的月球基地,实现水的生产;2040年可以在月球上建立100人规模的月球基地,解决能源自给自足问题,出现在月面上出生的人类;2050年可以在月球上建立1000人规模的月球基地,实现行星际间的交通运输;2057年可以实现月球的生产、制造和经济繁荣;到了2061年可以有10000人规模的月球城市;2069年建立月球独立共和国。

预测未来是一件比较困难的事情,欧洲的科学家之所以能够提出持续不断的、超前发展的计划,就像上图所示。在1900年时欧洲科学家描绘的男人、女人都可以乘坐飞行及其自由的翱翔在天空,结果是不到100年的时间人类就实现了这个梦想。
在我与Foing先生的交流中,我们畅谈了关于国际合作、科研难点及科普教育等问题。Foing先生十分关注科普教育问题,我也介绍我的观点是月球探测是一项长期的事业,不是一代人能够干完的,尤其是实现月球长期开发利用,必须是几代人或者几十代人共同的目标,因此在今日对年轻人进行科教和科普就是件非常重要的事情,我本人也在北京多所高校对本科生和研究生进行教学。Foing先生对公益之举表示称赞,他本人也是这方面的先行者,我们算是志同道合者。
在我们结束交谈之后,Foing先生连晚饭都没吃,就匆匆赶往图卢兹的ISAE学校,进行对公众和学生的宣讲。这就是我所亲见的欧洲科学家!(全文完)

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