公民點對點：研發儀器 入選航天員 香港有份揭開太空奧秘
【明報專訊】中國自1950年代起研究航天工程，近年在載人航天工程、探月探火星、人造衛星導航等領域取得不少成就；香港近年亦參與中國航天發展，並發揮重要作用。
■火星
研相機及着陸點
中國首個火星探測項目「天問一號」2021年5月登陸火星，香港理工大學兩個跨學科研究團隊分別研究着陸地點及「火星相機」，協助天問一號找出合適降落地形及監察着陸環境。
「火星相機」是由理大工業及系統工程學系副系主任及精密工程講座教授容啓亮團隊由2017年起負責研發，相機重約390克，可抵受約150℃極端溫差的9個月旅程，承受相等於地球地心吸力6200倍的衝擊，能拍攝廣闊圖像及影片，監察探測器着陸環境，協助決定何時讓「火星車」出動探索，相片可作科研之用。
理大土地測量及地理學資訊學系教授吳波表示，2016年起獲中國空間技術研究院邀請參與分析火星地理，經5年研究其緯度、日照、海拔及地勢，選出烏托邦平原為候選着陸點，該處地勢平坦，表面多沉積物，可能存地下冰，有利探測器着陸及探索。「天問一號」將實際蒐集的數據及圖像傳回地球後，團隊以自行研發的「三維集成測量模型」及「基於人工智能的撞擊坑、石塊提取方法」，分析67萬個隕石坑、逾200萬塊岩石、數百個火山錐，準確度達85%，最終建議合適地點着陸。
■月球
研儀器蒐月壤
嫦娥六號探測器在月球背面採樣，當中用到理大容啓亮團隊研製的「表取採樣執行裝置」。裝置用於採集及封裝月壤樣本，是繼2020年嫦娥五號採集月壤後再次應用。
容啟亮表示，今次理大在嫦娥六號的任務負責設計及製造在月背表面採樣的採樣器，一個用於採集鬆散月壤，另一個用於採集黏性月壤，裝置設有初級封裝系統，能自動將土壤封好在樣品罐內。他稱，每個採樣器旁設近攝相機，除用於監察採樣，更有自動視像導航功能，帶領採樣器將樣本罐帶回上升器。
嫦娥六號目的地是月球背面南極的「艾特肯盆地」，容啟亮稱採樣點是古老的撞擊坑，相信對研究月球甚至宇宙起源有啟示作用；由於人類未曾分析月背土壤，倘今次取得樣本分析，可得到很多以往不知的答案，包括太陽風的影響。
太陽風是由太陽表面吹出來的高能粒子和電漿體，因月球正面受地球磁場保護，較少受太陽風影響，月背則不然，透過分析月球正反兩面的土壤差別，科學界將可進一步了解太陽風如何影響月球。容啟亮說，相關分析亦有助進一步理解太陽風對地球的影響，包括氣候變化下地球大氣層的保護作用減弱，可能產生哪些後果。
■太空人
港人入選載荷專家
中國載人航天工程辦公室2024年6月公布，有10人入選第四批「預備航天員」，當中包括8名駕駛員和兩名分別來自香港及澳門的載荷專家。他們將進入中國航天員科研訓練中心接受訓練。
據悉該名本港載荷專家為30多歲的總督察黎家盈，現職警隊專責情報工作的特別部門「技術服務部」(TSD, Technical Services Division)，她擁有電腦及資訊科技相關博士學位，曾在保安局工作。翻查資料，本港共有120人報名參與選拔，約40人進入初選，10多人進入複選，最終多於一人進入定選階段。
行政長官李家超說，香港特區首次有市民經過極嚴格的選拔過程，獲選為預備航天員，成為國家載人航天工程的載荷專家，有機會親身到太空參與科研工作，為國家航天工程貢獻，寫下香港特區的光榮歷史，而香港市民獲選為載荷專家，體現在「一國兩制」下，香港有機會參與國家航天任務的獨特地位。
根據創科局網頁，載荷專家指在太空站做科學與應用研究等實驗工作的科研人員。在太空飛行任務中，載荷專家主要負責展開太空實驗研究、操作和使用太空實驗設備、配合飛行乘組其他航天員展開站務管理等日常工作。
■中國探月工程Q&A
Q：中國探月工程何時展開？
A：中國探月工程於2004年1月正式啟動，並命名為「嫦娥工程」。20年來完成「繞、落、回」三步走目標，包括2007年嫦娥一號成功拍攝全月球影像圖；2019年嫦娥四號實現人類探測器首次月背軟着陸；2020年嫦娥五號攜帶月球樣本返回地球。目前是中國探月第四階段「勘」，並計劃在2030年前實現中國人登月。
Q：嫦娥六號探測器是什麼？
A：嫦娥六號是中國探月工程第六個探測器，由長征五號遙八運載火箭發射至月球。探測器高7.2米，闊約4.5米(太陽翼展開狀態約14米)，原是嫦娥五號備用探測器，由軌道器、返回器、着陸器、上升器組成。
■知識增益
首試太空養魚 冀月球設Wi-Fi娛樂
中國神舟十八號載人飛船2024年4月在酒泉衛星發射中心升空，神十八乘組會利用艙內科學實驗機櫃和艙外載荷，開展近百項涉及空間生命科學、航天醫學等領域的實驗，如水域生態系統研究。項目以斑馬魚和金魚藻為研究對象，在軌建立穩定運行的空間自循環水域生態系統，在太空培養脊椎動物。
斑馬魚基因與人類高度相似，具有極高的研究價值。斑馬魚體型較小，長度只有3至4厘米，同時繁殖能力強，其身體透明的特點便於太空人觀察。
地球有通訊衛星、導航衛星為人類提供便利，在月球，中國正構建環月球的通訊導航衛星星座，支持月球科研站的工作。2023年4月中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁表示，「把我們在以地球為中心的一個空間基礎設施，變成了以月球為中心的、可向太陽系延伸、更廣闊的系統。在互聯網構成的情况下，以後在月球上可以看電視、看比賽，使用Wi-Fi，航天員上月球都不寂寞了」。他說該系統集通訊、導航、遙感功能為一體，不僅支持月球科研站的工作，還可以擴展到更遠的深空，構成以月球為中心的深空互聯網。
■模擬試題
顧問教師：陳志華
(1)根據資料，指出一項香港科研團隊研製的採集月壤儀器。(1分)
(2)參考資料，說明中國發展航天工程如何有助提升香港人的國民身分認同。(2分)
(3)參考資料，說明中國在航天範疇的發展，如何展現其綜合國力的提升。(4分)
■參考答案
(1)嫦娥六號的「表取採樣執行裝置」。
(2)中國發展航天工程，使香港人了解近年中國於航天科技領域的成就，有助港人增加民族自豪感，提升港人的國民身分認同。參考資料，嫦娥六號探測器完成全球首次在月球背面的樣本採集任務，歐洲太空總署署長表示嫦娥六號成功着陸是了不起的成就，香港科研團隊參與研發探測器，能拉近港人與航天工程的距離，增強港人的國家意識和歸屬感，有助提升香港人的國民身分認同。
(3)(附圖5)
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[智學公民 第095期]
