彎矩的正負號如何規(guī)定（彎矩剪力正負號規(guī)定）
2024-10-05
更新時間：2024-10-05 10:04:17作者：佚名
（原標題：事關月球探索，中美正在爭這個）
? 文 觀察者網 陳思佳
“月球上現(xiàn)在是幾點？”香港《南華早報》10月4日發(fā)文稱，隨著月球探索成為近年來世界航天領域關注的焦點，中國和美國正在研究如何制定月球的時間標準。這場“競賽”不僅是政治影響力的體現(xiàn)，同時可能為未來的國際月球任務設定新的標準。
美國國家航空航天局（NASA）上個月表示，在白宮一項命令的推動下，NASA正在制定“協(xié)調月球時”（LTC），以支持“安全和可持續(xù)的月球探索”。白宮發(fā)布的備忘錄顯示，美國主導的《阿耳忒彌斯協(xié)定》的簽署國都將采用這一系統(tǒng)，并將推動其成為“國際標準”。
白宮科技政策辦公室在備忘錄中寫道：“了解遠方的時間運行機制是科學發(fā)現(xiàn)、經濟發(fā)展和國際合作的基礎，這些都是確立美國在太空領域領導地位的基礎?！?/p>
根據(jù)該備忘錄的說法，NASA制定的LTC系統(tǒng)應4個方面的特點：具備與協(xié)調世界時（UTC）的邏輯可追溯性；足夠的具體性和準確性，能夠為極短的瞬間計時；在與地球失去聯(lián)系的情況下能夠“自給自足”；可擴展性，以便其他天體或太空環(huán)境也能參照這一時間標準。
NASA表示，LTC將由放置在月球上的原子鐘的加權平均值確定，“NASA及合作伙伴正在研究哪種數(shù)學模型最適合建立月球時間。”
美國宇航員馬修·多米尼克在國際空間站拍攝的月球照片
美國亞利桑那州大學太空政策研究員納姆拉塔·戈斯瓦米（Namrata Goswami）表示，由于未來月球任務的數(shù)量將會增加，白宮的指令旨在確立一個共同的月球時區(qū)標準，使得參與《阿耳忒彌斯協(xié)定》的國家可以更好地協(xié)調月球任務。
她指出，冷戰(zhàn)時期，月球航天器都使用各自國家的時間標準，但當時月球上的活動極為有限。
美國主導的有關月球探索的《阿耳忒彌斯協(xié)定》的參與國已增至43個，但同為航天大國的中國和俄羅斯均未參與該協(xié)議。中俄正合作推動國際月球科研站計劃，目標是在2035年前后在月球南極建成國際月球科研站基本型。
《南華早報》稱，中國也有建立月球時間標準和導航系統(tǒng)的計劃，研究人員已經為開發(fā)類似北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的月球衛(wèi)星星座提出了各種路線圖，這將在地球和月球軌道之間的定位、導航和定時方面發(fā)揮關鍵作用。
報道提到，今年6月，中國科學家在《中國空間科學技術》上發(fā)表論文《近月空間星座軌道設計方法》，提出了由21顆衛(wèi)星組成的近月空間導航星座設想方案。該方案旨在采用可持續(xù)和成本效益好的方式，為人類在月球長期、高密度的探測活動提供長時間的高精度導航。
由于引力不同，放置在地球和月球上的時鐘的讀數(shù)會產生差異，月球表面每天會比地球快57.5微秒。雖然這一差距看起來很小，但精確的計時對于太空任務的同步至關重要。
《南華早報》還指出，制定時間標準不僅對協(xié)調月球任務非常重要，同時也是政治影響力的象征。例如，英國1884年決定將本初子午線設置在格林尼治天文臺所在地，這不只是為了方便，而且還反映了當時英國在世界航海、貿易和科學等領域的主導地位。
延伸閱讀：
媒體：中國宣布火星計劃后 馬斯克也高調宣布激進計劃
在9月5日舉行的第二屆深空探測天都國際會議上，中國火星取樣返回任務總設計師劉繼忠介紹，我國天問三號任務計劃在2028年前后實施兩次發(fā)射任務，實現(xiàn)火星樣品取樣返回地球。
而美國太空探索技術公司（SpaceX）首席執(zhí)行官馬斯克7日高調宣布，將于2026年首次向火星發(fā)射不載人的新一代重型運載火箭“星艦”，如果一切順利，計劃4年內進行“星艦”的首次載人探測火星任務。
老司機查了一下，關于最近的火星探測計劃，日本、俄羅斯和美國國家航空航天局（NASA）也都提出了自己的計劃，那么這些計劃里，到底哪些能“說到做到”？
天問三號任務計劃在2028年前后實施兩次發(fā)射任務，實現(xiàn)火星樣品取樣
先看看中國方面。劉繼忠介紹說，中國的天問三號任務在科學研究方面，將把生命痕跡探尋作為第一科學目標。在工程技術方面，將火面采樣、火面起飛上升、環(huán)火交會和行星保護作為關鍵技術，規(guī)劃13個階段，采取就位和遙感等探測方式，開展基于生命痕跡全鏈條要素的火星樣品研究和數(shù)據(jù)研究，保證樣品拿得回、科學有發(fā)現(xiàn)。在行星保護方面，切實履行國際公約，確保不污染火星、不污染地球以及樣品的原始性。
劉繼忠介紹，天問三號任務將開展國際載荷合作、樣品和數(shù)據(jù)共享、未來規(guī)劃共同研究等三方面的國際合作。與全世界科學家聯(lián)合開展火星樣品和數(shù)據(jù)合作共享研究，聯(lián)合各國或科研機構開展火星科研站的使命與任務定義、需求分析、概念研究、實施方案設計以及關鍵技術攻關等，共建火星家園。
馬斯克7日高調宣布，將于2026年首次向火星發(fā)射不載人的新一代重型運載火箭“星艦”
而馬斯克的計劃顯然要激進得多。地球和火星之間的距離在時刻復雜變化，最短距離約為5570萬公里，最長距離則超過4億公里，因此火星探測器的發(fā)射窗口期約每26個月一次。而且即便是使用推力強大的“星艦”也難以保證從地球能夠直飛火星。SpaceX為此提出的解決方案是“太空加油”。SpaceX官網介紹說，首先將發(fā)射一艘滿載燃料（約100噸）的加油版“星艦”飛船在近地軌道待命，然后前往火星的“星艦”從地面起飛后，在軌對接補充燃料，再出發(fā)前往火星。至于如何從火星返回的問題，SpaceX考慮利用火星的水和二氧化碳，人工合成氧氣和甲烷作為“星艦”飛船的返程燃料。
不過當前作為SpaceX探索火星的核心裝備，“星艦”今年6月才剛完成第四次試飛，在軌加油技術等還沒有得到實際驗證，更不要說長途星際旅行（預計抵達火星需要80至150天）時，宇宙輻射對于人體造成的傷害問題尚未得到解決——相比之下，目前在國際空間站長期生活的宇航員還能得到地球磁場的保護。
因此NASA的火星探測計劃要謹慎得多。根據(jù)NASA此前公布的火星取樣返回計劃，目前在火星上的“毅力”號火星車已采集并存儲了樣本，后續(xù)將先后發(fā)射兩個火星探測器，第一個探測器與“毅力”號會合，帶上樣本從火星表面點火升空，進入環(huán)火軌道。而后發(fā)射的第二個探測器（歐空局研制的“火星軌道返回探測器”）將在環(huán)火軌道與上升器對接，將樣本轉移到飛船后返回地球。該計劃面臨的問題是耗費的時間和費用都太多——預計返回時間在2040年左右。當前NASA正面臨國會撥款大幅削減的壓力，“在當下預算下，該任務取得成功的可能性幾乎為零。”
除了中國、美國和歐空局之外，俄航天國家集團下屬的拉沃奇金科學生產聯(lián)合體計劃在2030年后發(fā)射“回旋鏢”星際探測器，以便采集火星衛(wèi)星“戴莫斯”的土壤。日本的“火星衛(wèi)星探索”探測器計劃在21世紀20世紀中期發(fā)射，在火星衛(wèi)星上登陸并采樣返回。
本世紀初全球爭相提出的月球探測計劃
鑒于各國航天計劃的實際完成度，老司機當然最相信中國——大家應該都還記得，本世紀初全球爭相提出的月球探測計劃，最終只有中國按期完成了……