嫦娥三號：“巡視”月球、“勘察”資源

本刊記者 鄭仙蓉

一聲長嘯，懷抱“玉兔”的嫦娥三號，騰空沖云海，飛出地球，奔赴廣寒。

2013年12月2日凌晨，承載了13億國人登月夢想的“嫦娥三號”搭乘長征三號乙增強型火箭于1時30分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

首次實施我國月面巡視勘察任務

嫦娥三號探月航天器包括著陸器和攜帶的玉兔號月球車，它不僅要在月球表面上實施軟著陸，并且還要在月球上釋放我國首輛“玉兔”月球車， 獲取月球物質成分并進行分析，發(fā)回數(shù)據(jù)和圖像，再攜帶月球樣本返回地球。

嫦娥三號將實施我國首次月球軟著陸和月面巡視勘察任務，這也是我國航天領域迄今最復雜、難度最大的任務之一。作為我國探月工程“繞、落、回”三步走中的第二步，也是承前啟后的關鍵一步，嫦娥三號此番出征意義重大，是我國空間科學研究和太空探索的又一個重大行動。

嫦娥三號在月面軟著陸成功后，其中著陸器定點守候，月球車在地面遙感控制下在月球表面巡游90天，搜索范圍達到5平方公里，并抓取月壤在車內進行分析，得到的數(shù)據(jù)將直接傳回地球。此次科學目標包括：月表形貌與地質構造、月表物質成分和資源調查、月球內部結構，攜帶光學望遠鏡、測月雷達、紫外相機等設備在月球開展科學實驗，觀測宇宙和回望地球，考察日地月空間環(huán)境。

嫦娥三號將刷新人類月球探測史的幾項“首次”，包括首次把“望遠鏡”架到月球上、首次從月球“回望”地球等離子體層、用雷達對月球進行兩個深度上的精細探測。如果嫦娥三號月球探測獲得圓滿成功，這為進一步實現(xiàn)我國載人登月計劃奠定基礎。

人類為什么要探月？

在科學意義上，人類為什么去月球？因為月球有豐富能源資源，探月能帶動大量的技術突破和進步。

在技術發(fā)展層面，人類探月活動特別是美國阿波羅計劃產生了強大的推動力，帶動了上世紀六七十年代世界高新技術的發(fā)展，其影響一直延續(xù)到今天，在計算機、通訊、醫(yī)療衛(wèi)生等各個領域都發(fā)揮了巨大作用。現(xiàn)在又掀起人類重返月球的高潮，仍然是因為月球有幾個問題非常重要，值得去探索。

月球有豐富的能源，這個是全球共識。比如太陽能，月球上的白天接近半個月，月球表面是真空，沒有任何遮擋，可以無限制地鋪設各種太陽能電池板，如果月球上的太陽能轉變成電能以后輸送到地球，將是巨大的能源。另外一種能源是氦3，地球上的石油、煤、天然氣等終究要耗光，月球上氦3的資源量據(jù)初步估算超過100多萬噸，如果利用，至少可以解決全人類能源的需求一萬年以上。月球的礦產資源也極其豐富。另外，月球上的環(huán)境雖然極其惡劣，但是這些極端環(huán)境正適合生物制品和新材料的生產。

探測月球上的水，也是很重要的一件事情。雖然月球白天太陽一出來100多攝氏度，根本不可能有水，但有一些地方永遠照不著太陽，這些永久陰影區(qū)里可能含有水，國際上探月活動通過撞月最后確證月球上存在水與冰。

中國應該離開地球去探測別的天體，這是科技發(fā)展的需要，也能夠帶動大量的技術突破和進步，能培養(yǎng)出一支高素質的航天人才隊伍。嫦娥工程是中國人脫離地球引力離開地球搖籃的第一步，月球是前往深空的第一個門檻。

科學戰(zhàn)略意義大于商業(yè)利益

首先，登月不是實現(xiàn)短期的商業(yè)利益目標。雖然月球的資源和能源基礎材料豐富，但是實現(xiàn)其商業(yè)價值如同舍近求遠。國際上，有人提出開采豐富的月球氦3用于核聚變，徹底解決地球的能源問題， 姑且不說現(xiàn)在常溫核聚變難以實現(xiàn)，但是這種想法的信價比如同花費10克白金去找到1克黃金。

那么，發(fā)展航天登月計劃的真正意義有哪些？

不妨回顧一下美國阿波羅登月計劃給美國帶來了什么。阿波羅登月花費幾百億美元，動員近30萬科技人員參加，約200多個大學、研究院所和工業(yè)部門介入，創(chuàng)造并帶動了1970年代后美國的近3000項目高科技產品和產業(yè)，為加快美國工業(yè)現(xiàn)代化進程，確立美國的世界領導地位，并奠定了雄厚基礎。可以說，今天美國還在享用阿波羅登月工程的“紅利”。

隨著21世紀的全球化到來，現(xiàn)在人口已經超過70億，用不了30年人口超過百億，人類將面對人口增長的失控、溫室效應、極端氣候環(huán)境、陸地的能源危機、食物來源短缺等困境。人類必然尋求新的出路，活動范圍將從陸地走向海洋、天空和太空，甚至考慮到適合人類居住的外星移民。所以，發(fā)展太空技術是擺在人類面前的客觀需要。

探測月球的目的是將科學探索和未來空間開發(fā)經濟利益相結合，借機開發(fā)和檢驗最新高科技成果，推進現(xiàn)代工業(yè)的更新升級，這包括自動化技術、光機電一體化、信息圖像處理傳輸技術，遠程遙感、雷達通訊和信號監(jiān)測、精密機械加工工藝、極端環(huán)境的化學和材料技術、空間軌道研究和相關技術、以上多學科的聯(lián)合協(xié)調和組織管理等等。

我國發(fā)展多種先進月球探測器，確立未來月球基地的利用，進行月基科學研究，造福全人類。為了打破20世紀以來只有美蘇兩個國家對月球探測的壟斷局面，歐洲、日本、中國、印度和巴西等國家紛紛進行月球探測，新一輪的重返月球競賽方興未艾。

迄今為止，人類畢竟是已知的宇宙唯一的智能生物，浩瀚宇宙，地球不過是海灘的一粒沙子，人類在孤獨中漂泊，在地球這個搖籃里度過童年。登上月球好比是嬰兒爬出搖籃的一小步，但這是人類成長的里程碑，人類最終必然沖出搖籃，奔向遙遠的宇宙深處，那里，也許另一個外星球在召喚我們。

在21世紀，地球必然面對種種災難和危機，尋找適合的外星去移民也許不是夢。或許那個外星還處于恐龍階段，或者猿人剛剛進化，人類在那里與她們一起延續(xù)生命；或許那個星球已經進化幾億年，文明程度遠遠高于我們，人類不過是她們的小白鼠和寵物，即便如此，我們人類也要繼續(xù)航天夢，向文明的深層次進化，逃離她們對人類的獵殺。

地球人，我們別無選擇！

開啟我國航天的新篇章

嫦娥三號探月任務若成功，是中國在深空探測領域邁出的最新步伐，將開啟我國航天的新篇章。

中國將是前蘇聯(lián)和美國之后，人類第三個在月球實施探測器成功軟著陸的國家，這標志著中國自動化機器人技術、遠程遙感通訊控制技術進入世界先進行列。

實施探月工程，是中國著眼戰(zhàn)略全局和未來發(fā)展作出的重大決策，是繼人造地球衛(wèi)星、載人航天之后，中國和平探索、開發(fā)、利用空間的又一重大航天活動。

嫦娥三號任務取得的所有數(shù)據(jù)將向全球開放，這也是我國為和平開發(fā)利用太空、促進世界科技進步做出的重要貢獻。

早在20世紀60年代，美國就提出：“誰控制了月球，誰就控制了環(huán)地球太空……”月球蘊藏豐富而特殊的能源資源和礦產資源，是人類社會可開發(fā)利用的巨大后備資源儲備，月球已成為航天大國爭奪戰(zhàn)略資源的焦點。月球的開發(fā)利用前景和軍事戰(zhàn)略地位，推動了眾多國家提出探月的規(guī)劃與計劃。

面對嚴峻形勢，中國不能袖手旁觀，不能置之不理，要維護自己的合法權益，必須要有月球探測的能力。

習近平總書記指出：“科技創(chuàng)新是提高社會生產力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置?！碑斀袷澜纾乱惠喛萍几锩彤a業(yè)變革正在孕育興起，處于轉型發(fā)展期的中國，必須抓住機遇，創(chuàng)新驅動發(fā)展，才能緊跟世界潮流。

“探月”被譽為科技領域和工業(yè)領域的“明珠”，對于國家的科技進步、經濟發(fā)展具有重要推動意義。

嫦娥三號系列技術未來的推廣應用，將帶動材料、通信、光電、生物等領域一大批戰(zhàn)略新興產業(yè)的發(fā)展，培育新的經濟增長點，進而帶動產業(yè)布局的優(yōu)化調整和經濟結構的轉型升級。

當今世界，探測、開發(fā)和利用月球，已成為空間科技領域競爭的戰(zhàn)略制高點。起步于半個世紀以前的月球探測，推動了一系列科學技術的進步和創(chuàng)新，催生了一大批新興產業(yè)。作為16個國家科技重大專項之一的探月工程，是一項多學科、高技術集成的系統(tǒng)工程，其實施不僅推動我國航天研發(fā)、制造、應用能力和水平的躍升，而且?guī)恿诵畔⒓夹g、微電子、新材料等領域一批新技術及其產業(yè)化發(fā)展，推動了空間科學、空間技術應用，產生顯著的經濟社會效益，極大地振奮了民族精神。

“因為昨天的夢想，就是今天的希望，也就是明天的現(xiàn)實?！边@是現(xiàn)代火箭之父戈達德的名言。人類的夢想不會停歇，中國人追求美好生活的行動不會止步，期待更好的夢想照進現(xiàn)實。

嫦娥三號對中國航天事業(yè)具有里程碑意義。中國月球探測雖然起步晚，但中國探月工程將實現(xiàn)高起點的戰(zhàn)略目標。月球具有重大軍事戰(zhàn)略地位，是太空站的新制高點。中國夢的實現(xiàn)必須借助科技的力量，必須努力在前瞻性、戰(zhàn)略性領域占有一席之地。

肩負“落月”使命的嫦娥三號，將用探月夢、航天夢推動“中國夢”的實現(xiàn)。

人類探月歷程回顧：

人類對月球的科學探測和研究始于20世紀50年代。1958年美蘇開始發(fā)射月球探測器。1969年7月20日，美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗乘坐“阿波羅11號”飛船登陸月球，小心翼翼地踏上月表，“個人一小步人類一大步”迅速傳遍地球。

月球探測是一項非常復雜具高風險的工程，據(jù)統(tǒng)計，1958年至今，世界上共進行了129次月球探測活動，但成功率僅51%。

1 高峰期（1958年至1976年）

美蘇競爭大量發(fā)射探測器

1958年至1976年冷戰(zhàn)期間，美國和蘇聯(lián)曾展開一場以月球探測為中心的空間科學技術競賽，美國共發(fā)射先驅者等7個系列54個月球探測器，成功35次，成功率65%；蘇聯(lián)共發(fā)射4個系列64個月球探測器，成功21次，成功率32.8%。

北京大學地球與空間科學學院教授焦維新介紹，這期間月球探測的特點是發(fā)射數(shù)量多，但成功率低；它實現(xiàn)了5種探測方式，分別是飛越、硬著陸和軟著陸、環(huán)繞、取樣返回和載人登月。

這是人類第一次月球探測高潮，在這次探月熱潮中，人們僅在月球正面約占全月面積5%的區(qū)域的9個地點取樣返回，月球車在月球正面巡視勘察最遠距離僅37千米，對月球的認識還比較有限和膚淺。

花絮 美蘇都曾想過炸月球

焦維新在新近出版的《月球文化與月球探測》一書中提到人類探月高峰期時，開篇小標題用了“美蘇都想用原子彈炸月球”，看上去聳人聽聞。

焦維新表示，這一建議確實提出過，且都有理論依據(jù)。美國學者認為，月球上大的隕石坑或者火山噴發(fā)時，產生的拋射物能穿透地球的大氣層到達地球表面，因此建議用導彈撞擊月球，或在月球上引爆原子彈。這一建議未被采納，原因是一旦發(fā)射失敗，原子彈在本國國土爆炸，后果不堪設想。

蘇聯(lián)在1955年開始研制月球探測器。焦維新介紹，當時提出4種方案，其中一種方案是將一顆小型原子彈在月球表面引爆，產生令人驚奇的視覺效果，并讓遙感儀器分析爆炸時月壤的蒸汽，獲得月壤以及月球表面成分的信息。但這個方案完成實體模型后就終止了，原因是發(fā)射風險大，擔心落到地球上。

有人認為登月是騙局

從60年代初期開始，這場太空競賽的“勝利標準”變?yōu)槁氏鹊窃?。盡管如今距離美國首次登月已過去40多年，但仍有人認為登月是騙局。

焦維新指出，人們認為登月是騙局的一個理由是美國宇航員在月球表面活動時，在月面插上美國國旗的一張照片，顯示國旗在“迎風飄揚”，而月球上沒有空氣、也沒有風，因此該圖片被認為作假。

“其實并不是風吹起來的”，焦維新指出，仔細看的話這面國旗上端有一根橫桿，正是這根桿子將旗子展開，飄動的樣子也不是風吹的，而是航天員在插旗時使旗桿產生擺動，正因為月球上沒有空氣、沒有阻力，所以這種擺動在很長時間后才會停下來。

中國探月工程首席科學家歐陽自遠也在一次講座中認為登月是真實的，并作了詳解。他提到，40多年來4億人向美國航天局求證過這個問題，但美國航天局認為這個問題不值得回答。在歐陽自遠看來，這場大討論激發(fā)了人們對月球的好奇與求知，是一件史無前例的科普運動。

2 寂靜期（1977年至1993年）

未成功發(fā)射專門的探月衛(wèi)星

焦維新提到，1977年至1993年間，人類沒有成功發(fā)射過一顆專門用于探測月球的衛(wèi)星，使這20余年成為探月的寂靜期。

這段時間探月為何沉寂？焦維新認為，一者在于美蘇競爭有了結果，二者資料分析處理需要時間，在此之前提不出新的明確的科學目標，此外，在阿波羅計劃后，美國將興趣轉向發(fā)展航天飛機和探測火星，蘇聯(lián)則轉向空間站建設。而1990年日本發(fā)射“飛天”號月球軌道器也未獲得探測成果。

3 恢復期（1994年至21世紀初）

多國加入“月球探測俱樂部”

1994年美國發(fā)射克萊門汀號無人月球探測器，主要任務是驗證一些新技術，繪制月表三維地形圖，測量月表化學元素豐度和分布。此后幾年，日本、歐洲、中國和印度也成為月球探測俱樂部成員，韓國等國也躍躍欲試，提出月球探測計劃，人類探月熱情開始恢復。

第二輪探月活動共有11次，其中1次失敗，1次部分成功，其余全部成功，成功率大大提高，顯示出探月技術極大跨越。

當克萊門汀號用攜帶的雙基地雷達向南極發(fā)射電磁波并由地球站接收反射的回波時，地球接收的電磁波表現(xiàn)出水的特征，人類首次獲得月球上可能存在水的證據(jù)，給月球科學家們帶來意外的驚喜。

4 新熱潮（2007年至今）

最新研究證實月球有大氣層

焦維新將2007年作為新時期月球探測的分水嶺，認為該時期主要特點是普遍采用新技術，包括運載火箭技術、導航通信技術和探測技術等。

“月亮女神搶了先”，焦維新介紹，日本在2007年發(fā)射第一顆繞月探測衛(wèi)星“月亮女神”，開啟自美國阿波羅計劃后世界上技術最復雜、規(guī)模最大、耗資4.78億美元的探月計劃。

今年9月7日美國發(fā)射“月球大氣與塵埃環(huán)境探測器”（LADEE），以探測月球大氣層的散逸層和周圍的塵埃，攜帶了塵埃探測器、中性質譜儀、紫外與可見光光譜儀，還進行激光通訊技術驗證試驗。

“長期以來人們已經有觀念認為月球沒有大氣層，但實際上最近的研究證實，月球確實有大氣層”，焦維新介紹，與地球相比，月球的大氣層非常稀薄，由一些不同尋常的中性氣體組成。焦維新指出，月球大氣層的最主要來源和形成過程目前尚不清楚。