首席科學家解密中國探月
“現(xiàn)在對于月球探測的競爭已經到了白熱化的程度,中國如果依舊無動于衷的話,就會在競爭中落后、喪失‘發(fā)言權’!
昨日上午,登月夢的“中國版編織者”、著名天體化學與地球化學家、我國探月工程首席科學家歐陽自遠院士受聘為南京航空航天大學名譽教授
,并為該校師生做了一場名為《深空探測的走向與我國的月球探測》的報告,為師生“解密”中國探月工程。
按照歐陽院士的描述,中國探月已是“萬事俱備,整裝待發(fā)”,不久的將來,鮮艷的五星紅旗將插在離我們40萬公里遠的月球上。
□本報記者 黃勇
“神五”“神六”算不上深空探測
在報告中,歐陽院士介紹說,至今人類已經發(fā)射了5000多個航天器,而中國發(fā)射的占了1%左右,包括氣象、通訊、資源衛(wèi)星等,涉及到社會的各個方面,而航天事業(yè)的投資效益為1:10,有力地推動了相關產業(yè)的發(fā)展。
所謂深空探測就是要脫離地球的主引力場,進入太陽系空間的探測。中國的“神一”到“神四”沒有載人進入太空,“神五”、“神六”雖然離開了地球這個“家園”,但是與地球的距離不是很遠,也算不上奔赴茫茫的宇宙深空。而作為離地球惟一的天然衛(wèi)星,距離地球最近的天體(雖然這一距離遠在40萬公里之外),所以月球自然成了地球進行深空探測的首選目標。
人們以前只能靠肉眼觀測月球,直到16世紀望遠鏡發(fā)明以后,人們才發(fā)現(xiàn)月球上有環(huán)形山。人類真正對月球的了解是在上世紀50年代以后,1959年至1976年,美國和前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了45個針對月球的各種探測器,取得了很大成績。前蘇聯(lián)的“月球號”拍攝了月球另一面的照片,把月球的整個面貌展現(xiàn)在人們面前。1969年,美國“阿波羅II號”宇航員阿姆斯特朗實現(xiàn)了人類登上月球的偉大壯舉,運回382公斤的月球樣品,并把人類的腳印深深印在了月面上。
中國不能成為探月的旁觀者
由于耗資太大、效率太低、探測水平不高、世界政治格局變化等原因,從1976年以后,月球探測沉寂了近18年。
1984年,聯(lián)合國通過了《指導各國在月球和其他天體上活動的協(xié)定》(簡稱《月球條約》),規(guī)定月球及其自然資源是人類共同財產,任何國家、團體和個人不得據(jù)為己有。然而,月球的探測、開發(fā)與利用是沒有政治邊界的,誰先到達,誰先占有;誰先開發(fā),誰先利用。這讓“重返月球”立即成為了大勢所趨。
經過總結和反思,1986年美國航空航天局提出了“又快、又好、又省”的空間探測戰(zhàn)略,1989年老布什宣布要重返月球。1994年,美國發(fā)射了無論在技術上還是在科學研究上都具有更高水平的“克萊門汀號”環(huán)月探測器,不但開始了全月面元素的分布與含量的探測,并意外發(fā)現(xiàn)了在月球南極區(qū)有水存在的信息,從而掀起了新一輪的探月高潮。隨著空間應用需求的日益加大、載人航天等主要空間技術的不斷成熟以及空間軍事活動的需要,月球已經成為各國21世紀深空探測的首要目標。
歐陽院士昨天著重地強調,“全世界現(xiàn)在對于月球探測的競爭已經到了白熱化的程度,中國如果無動于衷的話就會在競爭中落后、喪失發(fā)言權!
他介紹,美國“重返月球”最早也要到2015年,歐洲航空局則計劃在2020年實施載人登月!霸铝辽系母偁幒芗ち野!”
2007年我國將發(fā)射一顆繞月衛(wèi)星
“從1963年開始,我國的科學家就一直在跟蹤分析世界上深空探測的走向,最近十年提交了許多的論證材料,目前,中國月球探測計劃“嫦娥”1號工程的第一期繞月工程計劃已經被國家正式立項,到2007年我國將發(fā)射一顆繞月衛(wèi)星,在軌道中對月球進行一年的探測!睔W陽院士笑著說。
歐陽院士透露,由于軌道等因素的精密要求,發(fā)射繞月衛(wèi)星最關鍵的是窗口時間,一個月內只有一天可以發(fā)射,而這一天中又只有半個小時的時間是合理的發(fā)射時間。這樣2007年,其實只有7、8個月時間是適合發(fā)射的,而一年中能發(fā)射繞月衛(wèi)星的時間僅有4個小時。如果加上天氣狀況糟糕而錯失發(fā)射良機,還得再等上一個月。于是中國科學家們想了一個辦法,屆時在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心時,為了應對惡劣天氣狀況,繞月衛(wèi)星將在窗口時間前提前三天發(fā)射,讓其繞行兩天后再飛向月球,這樣就確保衛(wèi)星能夠在最佳時間飛向月球。
探索月球有四件重要事情要做
“中國已經具備登月能力”,歐陽自遠一語驚人,“但只是有去無回。登月,我們還缺‘返程票’!彼榻B,中國現(xiàn)有火箭已有足夠能量把登陸艙發(fā)射到月球上,但如果加上返回所需的燃料、回收艙等,我們火箭的最大載重量還不夠!皬膶崿F(xiàn)載人飛行,到載人登月成功,還有很長的路!
繞月衛(wèi)星發(fā)射成功后,中國接下來的探月工程更讓人“向往”。歐陽院士介紹說,2007年至2012年,我國將實現(xiàn)在月球上“軟著陸”,讓機器人和月球探測車登月進行探測,到2017年,我國將實現(xiàn)月球車在月球表面采樣后的順利返回。在完成這些以后,我們才會考慮載人登月和建設月球基地。預計2020—2025年,我國將有能力實現(xiàn)載人登月,而這個時間和歐洲宇航局的登月時間表差不多。
“我們探索月球要做什么?”歐陽院士解釋說,在月球上中國人要做四件事情:
首先我們將獲取一個月球的三維影像圖,描繪出一個立體的月球地圖。雖然這個工作別的國家已經做過十幾次了,但這是每個國家都要交的答卷,由于目前立體圖的空白點還很多,所以我們要繪制一張自己的月球立體圖。
其次是要全面分析月球上14種元素的分布,這其中有9種將是首次探測。我們還將獲取月球上巖石、礦物質、地質學的專題圖。
第三個任務是以前誰也沒做過的,就是測量出月球上氦-3的精確資源量和月球表面的月壤特征與厚度。此外以前通過衛(wèi)星我們知道幾萬公里以內的環(huán)境,現(xiàn)在我們到40萬公里那么遠去,就要用太陽高能離子探測器來探測從地球到40萬公里這么一個地月空間距離的環(huán)境狀況。
投資搞登月將帶來巨大的效益
有人曾提出說,作為發(fā)展中國家,中國投入巨資搞登月,是否有“面子工程”之嫌?“也許他們還不太了解登月的投入產出比!睔W陽自遠解釋說,啟動于2004年3月的登月工程,第一階段預算不過14億元,僅相當于北京市兩公里地鐵的造價。工程全部完成,估計最多需要數(shù)百億元人民幣,而不是有些人臆想中的天文數(shù)字。
登月又會帶來什么?歐陽自遠說,光是月球表面土壤中蘊含的“氦3”,作為核聚變的原材料,就將成為人類未來取之不竭的能源寶庫。研發(fā)登月還會產生大量“副產品”,成為社會、經濟發(fā)展的新技術支撐。當年阿波羅登月工程耗資265億美元之巨,創(chuàng)造了3000多項新技術,包括無線電制導、合成材料、高性能計算機等。綜合統(tǒng)計,每一美元投入,產出四到五美元。人類還可以在月球上建立對地面的全面監(jiān)測基地、科研基地和軍事基地,同時月球還能作為人類繼續(xù)向火星等更遙遠的星球前進的前哨站和轉運站。
探測火星的方案正在同步制定
歐陽院士透露,在精心籌劃登月工程的同時,我國科學家同時在制定有關火星探測的方案乃至探索其他太陽系星體的計劃,預計在2009年至2020年,我國將實現(xiàn)火星探測的目標。
探索火星對人類有何意義?歐陽院士介紹,在深空探測中同樣引人注目的是火星探測,因為火星是已知的最類似地球的星體,人類現(xiàn)在特別關注的是火星是否曾經存在過生命,正力圖通過探索其水的存在和相關形成,研究水的形成乃至太陽系的起源。探測火星的目標在于,可以在火星上建立觀察站、實驗室,探索火星的資源。