“星耀苍穹”:欧洲航天的发展

时间:2022-08-11 03:22:22

“星耀苍穹”:欧洲航天的发展

欧洲联盟旗帜的图案是:在深蓝色的苍穹上,12颗金星紧紧地环抱在一起。其比喻欧盟国家团结之意十分明显,但我们不妨这样理解:深蓝色的苍穹即是无尽的宇宙,12颗金星则可象征欧洲航天事业发展的耀眼星光。2013年2月底欧洲空间局消息,该机构计划于2022年发射的木星冰月探测器将搭载11套科学仪器,探索木星卫星上存在生命的可能性。

人们对中美俄三国航天状况有较多了解,相比之下,欧洲航天事业发展情况较易被人忽略。

欧洲航天:多元而一体

二战结束以来,欧洲各国之间关系的主旋律可以用团结协作来形容,在这一协作之上甚至发展出更高水平的一体化事业。在航天这一高科技的尖端领域也是如此。20世纪60年代初,随着火箭发射技术的进步,人类探索宇宙的道路变得更加宽广,美苏两个超级大国掀起了竞相探索外层空间的热潮,欧洲人也加入了这一行列。1962年6月14日,数个欧洲国家签署了一项旨在合作进行空间探测和开发的政府间协议,以后又在此基础上成立了欧洲航天研究组织(ESRO),该组织就是后来的欧洲空间局(ESA)的前身。由于无论在综合国力还是尖端科技实力方面都难以与美苏相抗衡,欧洲国家从航天事业发展一开始就走上了一条合作发展的道路。这是条多元而一体的道路,展现了欧洲国家之间优势互补、团结协作的合力。

欧洲航天事业总体是个多元结构:航天科技和工业实力均衡地分布在国家、政府间国际组织与欧盟三个层面上。其中,法国的航天综合实力处于领先位置,代表了欧洲国家航天技术的前沿水平;作为政府间国际组织的欧洲空间局,拥有19个欧洲国家贡献出的庞大技术实力,俨然是欧洲航天队伍这一豪华阵容的“中场核心”;而欧盟也非局外人,随着原属西欧防务联盟的卫星中心转隶于欧盟旗下,这个代表着欧洲一体化潮流的超国家组织正在把其合法性延展到太空。然而欧洲航天又是一体的:欧洲空间局正像其中的领唱,把不同的旋律组织成了和谐的乐章。

再拿欧洲空间局自身来看,多元也是其明显特征:为了体现不同欧洲国家的优势并兼顾大家的利益,空间局的主要机构均衡地分布在数个欧洲国家。其中,设在法国巴黎的总部负责作出重大政治决定;设在荷兰诺德韦克的欧洲航天研究与技术中心承担了主要技术研发任务;设在德国达姆施塔特的欧洲航天空间操作中心负责所有卫星操作及相应的地面设施;设在意大利弗拉斯卡蒂的欧洲航天研究所的任务是利用来自空间的地球观测数据;设在德国科隆的欧洲航天员中心负责培训“太空人”;最后还有设在西班牙马德里的欧洲空间天文中心,等等。

“阿丽亚娜”:宇航奇葩

阿丽亚娜是位传奇的神话人物:她出身名门,帮助雅典英雄忒修斯杀死了父王豢养的怪兽弥诺陶洛斯,为人间除害。她的事迹因此被多位古希腊大诗人久久传颂。今天,欧洲人用她的名字为自己的运载火箭,给它染上了几分传奇色彩。

“阿丽亚娜”运载火箭是欧洲空间局最主要的发射装置,其发射场地是位于南美洲法属圭亚那境内的圭亚那航天中心。1973年,法国在与西德、英国协商后提出了发展“阿丽亚娜”系列运载火箭的计划,以取代先前失败的“欧罗巴”火箭,从而为欧洲人打造一把属于自己的“天弓”。“阿丽亚娜”为第三代运载火箭,其代号为L3S。在欧洲空间局的授权下,著名的欧洲宇航防务集团(EADS)属下的“阿斯特里姆”公司负责“阿丽亚娜”火箭的开发工作,而法国国家太空研究中心的商业子公司“阿丽亚娜空间”公司则负责火箭的制造与运营。

从1979到1997年,经过近20年的努力,“阿丽亚娜”运载火箭已经研制并发射成功了五个型号。其中,“阿丽亚娜”4号火箭共完成了116次发射,成功率达97%。“阿丽亚娜”5号加强型火箭是两级火箭,第一级装有固体燃料发动机,第二级装有高冷冻液体燃料发动机,推力大约为18万马力。在2007年的一次发射中,“阿丽亚娜”5号火箭将合计9.4吨的两颗卫星送入轨道,从而创造了新的商业载荷记录。

“伽利略”:欧洲人的北极星

从某种意义上说,“伽利略”卫星定位系统是压力下的产物。到21世纪初,人类航天事业的进步已经使得通过外层空间对地球表面进行精确定位成了一项关键性的战略尖端技术,其军事及民事价值难以低估。世界航天大国诸如美国(GPS)、俄罗斯(“格罗纳斯”)、中国(“北斗”)等纷纷拥有了自己的卫星定位系统,这使欧洲航天倍感压力。2003年5月,欧盟以及欧洲空间局通过了“伽利略”计划的第一部分,包括在1999年德国、法国、英国、意大利四国各自提出的概念的基础上,经过四国科学家整合而成的共同概念设计。然而在2001年9.11事件后,尤其是2003年美国入侵伊拉克后的国际氛围中,来自美国的压力一度严重影响到了“伽利略”计划的实施。因为恰恰是由于欧美之间密切的盟友关系,使得美国对欧洲发展自己能够用于军事目的的卫星定位系统充满戒心。不过,美国后来对“伽利略”的敌视态度有所软化,在相当程度上使该计划出现了转机。

按照欧洲空间局的说法,“伽利略”卫星系统主要有三大任务:为用户提供更准确的数据;加强对包括北欧国家在内的高纬度地区的覆盖;降低在战时对美国GPS系统的依赖。为了实现上述目标,欧洲空间局耗资高达30亿欧元,在2006年后的数年间将30颗人造卫星送入三条轨道,并于2010年开放系统供民间使用。“伽利略”的用户可以享受到四种导航服务:开放服务、商业服务、公共规范服务以及生命安全服务。值得一提的是,“伽利略”系统还是国际合作的典范:中国、印度、以色列、乌克兰等国纷纷以不同形式加入了欧洲空间局的卫星定位合作工程。

“火星快车”:星际探索

“火星快车”号是欧洲空间局的第一个火星探测卫星,也是欧洲航天首次实施火星探测计划的头号功臣。由欧洲空间局耗资3.5亿美元研制的“火星快车”号无人探测器集中了全欧洲的智慧,其搭载的尖端探测仪器包括:由法国负责研制的光学与红外矿物光谱仪、紫外与红外大气光谱仪;由意大利负责研制的地表下探测雷达高度仪、行星傅立叶光谱仪;由瑞典负责研制的太空等离子与高能原子分析仪;由德国负责研制的高分辨率立体相机;以及由英国负责研制的“火星快车”登陆器通信系统,等等。

2003年6月,“火星快车”号由俄罗斯“联盟”号运载火箭发射升空,其后便以1万英里的时速开始了星际旅行。迄今,“火星快车”号已环绕火星超过了5000次,传回了大量资料与地表影像。在探索过程中,“火星快车”号已经检测出了火星中的甲烷含量以及这颗红色行星上有水的重要证据,并成功地测量了“火卫一”的重力,为人类探索外星世界立下了汗马功劳。

欧洲空间局:伟大的合力

经过近40年的发展,欧洲空间局已经在欧洲航天事业格局中牢固地确立了核心领导地位,许多重大项目或工程都是在欧洲空间局的安排组织下实施的。其中比较著名的包括:“伽利略”定位系统、“火星快车”号探测器、“罗塞塔”号彗星探测器、“哥伦布”实验舱、“织女星”运载火箭,以及“金星快车”号探测器等等。这些成绩的取得正是因为欧洲空间局象征着一种伟大的合力:2011年时,欧洲空间局共有19个成员国,此外还有加拿大作为准成员国。其当年度预算达到了39.9亿欧元。

为了确保欧洲继续站在世界航天科技尤其是太空往返技术发展的前沿,欧洲空间局2003年5月在巴黎召开了一次重要的部长级会议,决定采取四大战略性措施:一是恢复欧洲运载火箭的竞争力,其重点是支持“阿丽亚娜”5号火箭的生产与发射;二是重组发射部门并准备下一代运载火箭,而计划中的新型火箭将进一步提高欧洲在国际市场上的竞争力;三是解冻部分的国际空间站资金,以用于资助那些与欧洲自动运载飞船(ATV)有关的时间紧迫的活动;四是进一步与欧盟密切合作,这项措施体现了欧洲空间局的政治眼光以及旨在使欧洲航天获得更大发展的视线高度。

放眼未来,欧洲空间局制定并正在实施着雄心勃勃的计划。在深空探测方面,“罗塞塔”号探测器将于2014年与目标彗星“碰面”并展开研究活动;“金星快车”号已经传回了金星极地的清晰图片。此外,欧洲空间局发射的两颗GAIA卫星肩负着更加宏大的使命,它们将测量十亿多颗恒星的位置并了解银河系的起源。在太空往返方面,欧洲空间局提出了“未来运输器准备计划”,确定了下一代技术需求的“欧洲航天技术主体计划”。在载人航天方面,欧洲空间局更是确立了雄心勃勃的“极光”计划,打算在2020至2025年间将航天员送上月球,2030至2035年间登陆火星。

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