老科學(xué)家的探月情懷

振河

2013年12月14日的夜晚，注定是個(gè)不尋常的夜晚。

當(dāng)夜，“嫦娥”攜帶著“玉兔”，在億萬國人的注目中，安全平穩(wěn)地著陸月面，至此中國成功實(shí)現(xiàn)了地外天體的軟著陸。按照中國科學(xué)家的說法，其落月地點(diǎn)虹灣恰好就是中國古人所稱的廣寒宮所在地，而古老傳說中的嫦娥正是廣寒宮的主人。

2013年12月14日的夜，給古往今來無數(shù)中國人帶來美好情思遐想的廣寒宮不再清虛寂寥。中國人千百年來期盼登月的夢想，終于由“嫦娥”變成現(xiàn)實(shí)。

“明月幾時(shí)有，把酒問青天。不知天上宮闕，今夕是何年……”如果宋代詩人蘇軾在世，至少在當(dāng)晚，他的詩句或許不會(huì)如此惆悵。

在隨后一段時(shí)間，嫦娥三號探測器將開展月表形貌與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查、月表物質(zhì)成分和可利用資源調(diào)查、地球等離子體層探測和月基光學(xué)天文觀測等一系列科學(xué)探測任務(wù)。

其實(shí)不僅僅是中國人對月球充滿幻想與渴望。從上世紀(jì)50年代起，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星時(shí)，人類便開始著手探測月球。

與蘇聯(lián)、美國相比，中國一直都扮演著探月“追隨者”的角色。雖晚，但持之以恒。

從1991年，中國科學(xué)家提出中國也應(yīng)開展月球探測活動(dòng)的建議，到2000年《中國的航天》白皮書首度披露將“開展以月球探測為主的深空探測的預(yù)先研究”，到2004年國務(wù)院批準(zhǔn)繞月探測工程立項(xiàng)，再到2007年10月24日，中國成功發(fā)射首顆月球探測衛(wèi)星嫦娥一號、2010年10月1日，中國探月工程二期先導(dǎo)星嫦娥二號發(fā)射成功。

20多年間，中國科學(xué)家用堅(jiān)持和努力，終于等到了探月工程中的關(guān)鍵一步——“落月”。中國神話故事中的“嫦娥”，由此成了絕對主角。

歐陽自遠(yuǎn)，一位為了這一天的到來而畢生付出的老科學(xué)家的夢想，也得以實(shí)現(xiàn)。

神秘的月球：“僵死”的星體

探測神秘的月球自古以來就是中華民族的夢想。

自古以來，月球在人們的心目中似乎就披著一層神秘的面紗。中國很早就有嫦娥奔月的傳說。其實(shí)除了中華民族，世界上其他民族都有月亮神的傳說。所有的月亮神都是女性，代表了人類對女性的崇敬和對于女性的依戀。但月亮在從事專業(yè)研究的歐陽自遠(yuǎn)眼里，遠(yuǎn)沒有這樣撩人、神秘，“月球表面的環(huán)境最大特點(diǎn)是真空，這樣就產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果，第一就是沒有聲音傳導(dǎo)，因此在月球上是聽不見任何聲響的：第二就是沒有熱的傳導(dǎo)。所以在月球上有一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，凡是能照到太陽的地方溫度高達(dá)110到130攝氏度，而沒有太陽直射的地方則可以低到零下130到零下150攝氏度”。

歐陽自遠(yuǎn)認(rèn)為，月球是可以被認(rèn)識(shí)的，并且人類已經(jīng)對月球取得了一些認(rèn)識(shí)。他以對月球演化歷史的研究，得出月球是一個(gè)古老的“僵死的”星體。月球的“地質(zhì)時(shí)鐘”停滯在31億年之前，這對研究地球早期和地球未來的演化歷史具有重要意義。

談到月球的能量時(shí)，歐陽自遠(yuǎn)舉了一個(gè)非常形象的例子：“日本一位科學(xué)家建議給月球系一個(gè)腰帶，將太陽能輸送到地球就可以解決地球的能源問題。因?yàn)橹灰狄粋€(gè)全球性腰帶就永遠(yuǎn)有半個(gè)球暴露在太陽之下。哪怕地球人口增加到100億，這樣的能量還是綽綽有余的?！?/p>

中國20年前開始論證探月

進(jìn)入20世紀(jì)以來，人類對于月球的探測大致可以分為三個(gè)階段。第一個(gè)階段是1958年到1976年掀起的探月高潮，第二個(gè)階段是1976年到1994年的寧靜期，而從1994年以后，人類又開始重返月球，重新掀起一場探測月球的高潮。究竟是什么原因讓人類重新對月球探測產(chǎn)生興趣？究竟是什么原因促使我國把探月工程擺在優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位？對于這個(gè)問題，歐陽自遠(yuǎn)有著自己的理解。

人類重返月球的第一個(gè)原因就是月球上有著豐富的資源。這些能源中不但包括太陽能，還包括可控核聚變發(fā)電能源等。歐陽自遠(yuǎn)認(rèn)為，氦-3可以作為可控核聚變的能源，而月球上氦-3儲(chǔ)量豐富，至少可以提供整個(gè)人類今后幾千年甚至上萬年的能源需求，這就是為什么人類要重新認(rèn)識(shí)月球和探測月球。

人類重返月球的另一個(gè)重要原因是開發(fā)利用月球特殊的環(huán)境。月球表面引力只有地球的1/6，沒有污染，沒有磁場，因此可以生產(chǎn)許多地球上無法生產(chǎn)的產(chǎn)品。此外，歐陽自遠(yuǎn)還認(rèn)為，人類重返月球的一個(gè)不可忽略的目的就是占領(lǐng)軍事制高點(diǎn)。他指出：“中國必須具備一種能力，否則對于月球各種各樣的利益，中國就沒有話語權(quán)?！?/p>

其實(shí)早在20年前，中國就開始了月球探測工程的論證。歐陽自遠(yuǎn)回憶說：“從1993年起，我們就向國家提出我們能不能探測月球的問題。國家要求我們提出開展月球探測的必要性和可行性論證，論證了3年，我們的結(jié)論是中國完全有本事搞?！敝筇皆鹿こ痰恼撟C進(jìn)行得非常順利。1999年歐陽自遠(yuǎn)和他的同行們完成了《中國開展月球探測的發(fā)展戰(zhàn)略和長遠(yuǎn)規(guī)劃》，并提出了現(xiàn)今被廣泛接受并作為立項(xiàng)目標(biāo)的“繞、落、回”三步走設(shè)計(jì)思想。

2003年，兼具地質(zhì)學(xué)和核物理雙重專業(yè)背景的歐陽自遠(yuǎn)被任命為月球探測工程首席科學(xué)家?！?004年溫家寶總理親自批準(zhǔn)了我們首次月球探測。我們當(dāng)時(shí)向國務(wù)院報(bào)告的總經(jīng)費(fèi)14億人民幣，我說相當(dāng)于北京市修2公里地鐵的全部經(jīng)費(fèi)，我們就可以建設(shè)全球月球探測的基礎(chǔ)設(shè)施?！?/p>

我國的登月歷程

圍繞我國探月工程的推進(jìn)，歐陽自遠(yuǎn)院士娓娓道來，在探月一期工程實(shí)施的過程中，我國曾遇到過四個(gè)方面的難題。“第一個(gè)難題是軌道怎么設(shè)計(jì)？衛(wèi)星第一次跑38萬公里外的太空，我們還沒有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，就先讓衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)，然后再不斷的加速，穩(wěn)扎穩(wěn)打，積累經(jīng)驗(yàn)。”據(jù)歐陽自遠(yuǎn)介紹，一期探月遇到的第二個(gè)難題是三軸穩(wěn)定的問題，由于太陽、地球、月球相對位置隨時(shí)都在變化，所以計(jì)算難度非常大。第三個(gè)難題就是38萬公里的遠(yuǎn)程精確測控。歐陽自遠(yuǎn)和他的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過科技攻關(guān)，終于找到了解決辦法：“我們在北京、上海、昆明、烏魯木齊建立了4個(gè)觀測點(diǎn)，這樣我們就有4個(gè)三角形來精確布控?！背酥?，還有一個(gè)關(guān)鍵問題需要解決，那就是38萬公里的數(shù)據(jù)接收問題。“無線電傳輸?shù)哪芰克p非常厲害，我們經(jīng)過很多技術(shù)改進(jìn)，這個(gè)問題完全解決了，用40米和50米天線直接接受數(shù)據(jù)，非常成功！”endprint

中國探月工程分為三個(gè)階段：探——就是無人探測：登——就是載人登月，精細(xì)探測月球；駐——就是常駐月球，并建立基地，開發(fā)利用月球資源。

歐陽自遠(yuǎn)介紹說，嫦娥二號的使命是演習(xí)嫦娥三號要完成的各種動(dòng)作，所以是嫦娥三號的先導(dǎo)星。嫦娥二號的科學(xué)目標(biāo)主要是獲取月球表面的三維影像，探測月球物質(zhì)成分，探測月壤特性以及探測地月與近月空間環(huán)境等。

據(jù)歐陽自遠(yuǎn)介紹，嫦娥二號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常大，其速度可達(dá)每秒12M。嫦娥二號上裝備的相機(jī)有兩個(gè)視角，非常像人的眼睛，盡管相機(jī)只有數(shù)碼相機(jī)那么大，但拍出來的照片卻非常清晰。

“目前我們已圓滿實(shí)現(xiàn)嫦娥三號登月在月面上軟著陸的目標(biāo)，中國人不僅能夠降落在月面，我們還要在月面上用著陸器挖掘周圍的土壤，選擇一些地方打鉆、取樣，然后把所有樣品裝回返回倉。”歐陽自遠(yuǎn)說。

歐陽自遠(yuǎn)說，探月工程第三期需要發(fā)射的東西太多、太重，因此對火箭的運(yùn)載能力提出了進(jìn)一步的要求。新型火箭——長征五號現(xiàn)在已經(jīng)在天津?yàn)I海新區(qū)研制。此外，火箭較大的直徑也增加了運(yùn)輸?shù)睦щy，只能采用海運(yùn)，因而我國在海南建設(shè)了現(xiàn)代化程度最高的大型發(fā)射場。

對于中國探月工程的未來發(fā)展，歐陽自遠(yuǎn)充滿了信心：

“探月工程第三期將證明，中國人第一能夠到月球，第二能夠降落在月球，第三還能安全返回地球。把這三部分做完了以后，我們要把中國宇航員送上月球，要實(shí)現(xiàn)載人奔月，甚至進(jìn)一步建設(shè)月球基地?！?/p>

希望寄托在年輕一代身上

對于我國在空間科技領(lǐng)域面臨的形勢，歐陽自遠(yuǎn)有著清醒的認(rèn)識(shí)。他用8個(gè)字來形容我國的處境：“前有阻擊，后有追兵。”

歐陽自遠(yuǎn)把目光聚焦到了美國的空間發(fā)展計(jì)劃上來，指出美國的計(jì)劃是繼2008年將無人駕駛的探測器送上月球之后，在2015到2020年之間讓美國宇航員重返月球，并在那里建立美國的月球基地。繼而以此為跳板，在2030年后將宇航員送上火星乃至更遙遠(yuǎn)的宇宙空間。“美國有三個(gè)目標(biāo)，第一保持美國空間科技的引導(dǎo)地位，第二控制未來的能源，第三占有能源的優(yōu)勢?！?/p>

與之對比，俄羅斯、印度等國也都制定了各自的登月計(jì)劃。俄羅斯計(jì)劃利用10年時(shí)間（2010-2020年）探索月球資源，并在2020年至2050年實(shí)現(xiàn)載人登月并建設(shè)常設(shè)基地。而印度媒體則認(rèn)為，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)的成熟，印度將在，2020年實(shí)現(xiàn)載人登月，將比中國早4年，可以奪回主動(dòng)權(quán)。

面對“前有阻擊，后有追兵”的形勢，歐陽自遠(yuǎn)把希望寄托在了年輕一代的身上：“嫦娥一號的任務(wù)是全球性、整體性的探測月球，我們要建設(shè)全部的基礎(chǔ)設(shè)施、工程設(shè)計(jì)，還要培養(yǎng)一批嫦娥工程的人才。這批年輕人是完全值得信賴的，他們一定會(huì)挑起重?fù)?dān)，而且會(huì)比我們這幫老頭子做的更精彩！”

不會(huì)停息的探月步伐

嫦娥三號的成功登月意味著，中國航天器實(shí)現(xiàn)了首次地外天體軟著陸和月面巡視探測。此前，全球只有美國、蘇聯(lián)成功實(shí)施了13次無人月球表面軟著陸。

這意味著，中國成功加入國際“深空探測俱樂部”，終于有權(quán)力與發(fā)達(dá)國家共享月球上的資源。

這意味著，中國首次實(shí)現(xiàn)對月面探測器的遙操作……

相較于過去的月球探測，中國邁出的這一步，蘊(yùn)藏著巨大的突破。如嫦娥三號有80%是全新的科技，而它所攜帶的“玉兔”月球車更是百分百中國造，顯現(xiàn)出中國科技發(fā)展的高度自主性。

當(dāng)然，中國航天人不會(huì)忘記，他們邁出的每一步，都是在突破層層阻力的背景下?lián)Q來的，無論是外部環(huán)境，還是自身科研能力的修煉。

事實(shí)上，早在中國探月工程立項(xiàng)時(shí)，就有科學(xué)家擔(dān)心，美蘇兩國的宇航員和探測器，在20世紀(jì)60、70年代就已登月，中國今天走這一步會(huì)不會(huì)是重復(fù)別人走過的路？為何中國不能跟其他國家合作共享月球探測資料？它的科學(xué)與工程目標(biāo)是否得當(dāng)？

這一系列問號和困擾，曾讓中科院院士、中國探月工程高級顧問歐陽自遠(yuǎn)如鯁在喉。

對此，他回應(yīng)說：“雖然現(xiàn)在航天商業(yè)化了，但美國在航天領(lǐng)域禁止與中國合作是不爭的事實(shí)，只要是含有美國敏感器件的衛(wèi)星，他們都不會(huì)準(zhǔn)許由中國來發(fā)射”，“中國曾經(jīng)跟蘇聯(lián)關(guān)系那么好，而他們的月球探測器帶回300克左右的月球樣品，中國連1克也拿不到……”

中國人想突破的核心技術(shù)，只能“自力更生”。

與此同時(shí)，中國在探月工程中的艱難探索，卻伴隨著“太空威脅論”、“太空爭霸”等“雜音”，發(fā)達(dá)國家習(xí)慣了獨(dú)享太空這塊“大蛋糕”，中國的后來居上，在他們看來顯得“格格不入”。

如今，“嫦娥”如愿抵達(dá)“月宮”，中國的探月步伐，將迎來新的征程。而中國的神話故事，也將會(huì)有更精彩的續(xù)篇。

可以預(yù)見，肩負(fù)著探月使命的“嫦娥”，在未來承擔(dān)更多中國深空探測重任的同時(shí)，還將用更為廣闊的視野和開放包容的心態(tài)，與世界各國分享探月成果。

屆時(shí)的“廣寒宮”，或許，將成為人類探尋宇宙奧秘新的起點(diǎn)。endprint