歐陽自遠：中國探月不停步同為人類謀福祉

　　奔月是中國人的千年夢想，今年10月1日，嫦娥二號在西昌衛星發射中心搭乘長征三號丙火箭成功升空，又給國慶節日增添了一份喜悅。事實上，隨著嫦娥一號衛星在2007年成功發射，嫦娥工程已漸漸深入人心，祖國航天科技的發展讓不少人感到由衷自豪。

　　不過，除了增添中國人的自豪感，究竟為什么要開展探月工程依然是縈繞在不少人頭腦里的疑問。探月工程高級顧問歐陽自遠日前在接受《科學時報》采訪時，向記者詳解了中國開展探月工程的緣由。

　　歐陽自遠認為，中國開展探月工作不僅是滿足中國人千年奔月的夢想，開展探月工作有其科學上的可行性和必要性，同時按照中國探月工程“大三步”、“小三步”的戰略步驟，中國的深空探測能力也會逐步得到提升。

　　探月再次成為共識

　　從1958年至今，世界共進行了117次月球探測活動。其中，1958年到1976年被認為是人類的第一次探月高潮，但只有美國和蘇聯開展了探月活動，它們一共發射了108枚探測器。

　　“盡管它們完全是為了空間霸權的爭奪，但是在這些探月活動中，它們實現了各種類型的探測，包括載人登月、采樣返回等，應該說完成了人類走向太空的一個巨大使命。”歐陽自遠說。

　　阿波羅計劃結束后，從1976～1994年長達18年的時間里，世界上沒有進行過任何成功的月球探測活動。“為什么？因為再搞探測，最多也不過‘阿波羅’的水平。”歐陽自遠說，當時美國的注意力轉向了航天飛機、國際空間站和火星探測等。

　　1989年7月20日，在人類首次登月20周年的紀念大會上，美國總統老布什號召美國在月球上建立長期駐留的永久基地，以此作為向火星開進的出發點，以最終實現登陸火星的宏大計劃。1994年和1998年，美國成功發射了“克萊門汀”和“月球勘探者”號月球探測器，對月球形貌、資源、水冰等進行了探測，奏響了人類重返月球、建立月球基地的序曲。

　　從上世紀末到本世紀初，月球探測活動再次成為人們的共識，除美國外，日本、中國、印度等國也積極參與其中，共有12個國家都提出了月球探測的計劃，截至目前，各國共進行了9次月球探測活動（包括嫦娥二號）。這也被認為是新一輪探月高潮的興起。

　　歐陽自遠分析說，月球之所以再次引起人們的關注，有幾個原因，一是各國航天能力大幅提升，有能力開展月球探測活動。

　　二是人們對月球資源的關注——盡管現在還不能為人們所用，但是月球所蘊含的豐富資源和巨大能源，被許多人認為是解決人類能源需求的一個重要途徑。最近，日本科學家就提出了一個設想，要在月球的軌道上做一個400公里的“腰帶”，全部利用太陽能發電并向地球傳輸，以永久解決人類的全部能源需求。

　　三是月球的特殊環境。月球有著與地球完全不同的環境，科學家計劃開展一些特殊的科學試驗，進行天文觀測，全面監測地球和研制一些地球上不能生產的材料與產品。

　　此外，如果人類要探測更遙遠的空間，起步就是探測月球。

　　在這一輪的月球探測高潮中，各國開展的都是無人月球探測活動，21世紀初發射的全部探測器都是繞月飛行，包括歐洲的smart-1、日本的月亮女神（后改名為“輝夜姬”，kaguya）、中國的嫦娥一號、印度的月船一號，也包括美國的月球勘測軌道器。

　　至于載人登月，除美國外，各國的計劃幾乎都被列在2020年以后。美國布什政府曾提出2018年實現第7次載人登月。

　　歐陽自遠介紹說，一方面是由于阿波羅登月的火箭土星五號太大，安全性太差，現在來看技術水平很落后；另一方面，阿波羅飛船盡管是當時最先進的飛船，但現在看來，其計算機處理能力還不如現在的手機，因此若再次載人登月，必須發展新的技術。

　　“研制新的運載火箭和飛船并能夠實施應用，這個工作沒有10多年是很難完成的。”歐陽自遠說。

　　盡管月球探測活動能代表一個國家的航天科技水平，但畢竟這是一項非常復雜并具高風險的工程。據悉，從1958年至今全世界所進行的117次月球探測活動中，成功或基本成功60次，失敗57次，成功率僅有51%。

　　歐陽自遠認為，中國探月工程提出了很好的計劃，通過“大三步”、“小三步”的戰略步驟，能穩步把月球探測工作向前推進，逐步提升我們的深空探測能力，這也比較符合我國國情。

　　我們是第二梯隊

　　2007年9月14日，日本月亮女神先于中國嫦娥一號一步搭乘H2A-13火箭成功飛天，一時舉世矚目，此后，印度也發射了月船一號。一時間，拿中國嫦娥工程與各國月球探測工程對比成了熱門話題。

　　歐陽自遠說，1990年至2010年所發射的月球探測器都是繞月飛行器，各國繞月飛行的科學目標都比較接近，不外乎第一探測月球的地形、地貌、立體圖，第二測量月球表面各種化學組成、礦物成分和巖石類型，第三探測地月空間環境和月球空間環境。各國也都根據各自的優勢提出一些特殊的探測目標，因此“很難簡單判斷誰好誰不好，只能說各有特色，各有千秋”。歐陽自遠表示。

　　像日本的月球探測，做得最好的工作是探測月球背面的重力場，月球背面誰也沒有看見過，它必須另外發射至少1顆小的衛星作為中繼星，共同探測月球背面的重力場和傳輸數據。其設計是一個大衛星配合兩個小衛星工作。

　　印度的月船一號共搭載了11臺儀器，其中5臺是自主研發，6臺是引進其他國家的技術，他們對月球進行了比較全面的了解，也是第一次實現了他們的繞月探測。

　　美國的設計更有特色，他們在LCROSS上攜帶了一個撞擊器和小衛星。他們用撞擊器撞到月球寒冷而黑暗的環形山后激起了塵埃柱，后續的小衛星搭載的幾臺高性能光譜儀最終抓住了濺出來的塵埃里所含水蒸氣的光譜線，證明了月球坑中水冰的存在。此外，美國的LRO月球探測主衛星飛行高度只有50公里，其相機的空間分辨率高達0.5～1米，為選擇下次載人登月和建立月球基地地點的精細地形地貌作準備。而且他們將所有的阿波羅11、12、14、15、16、17的降落位置，以及宇航員行走的路線、月球車運行的路線、宇航員埋設儀器的位置全部拍攝到了。還精細地測繪月球表面的地形。

　　中國嫦娥一號最大的特點是第一次實現了月球表面的100%覆蓋，制作了全月球影像圖，采用激光測高數據制作了分辨率為3公里左右的全月球數字高程模型（DEM），此外還用微波探測儀測量月球表面的微波輻射亮度溫度，探測月壤特征，同時反演月球土壤的厚度，此外還要進一步估算He-3的資源量，提交了月球探測歷史上第一張全月球微波圖。

　　談到各國的探月工作，探月工程高級顧問欒恩杰曾說過一句話：籠而統之地說，探月工作如同馬拉松賽跑，最后必然形成幾個梯隊，第一梯隊是美國和俄羅斯；我們是第二梯隊，第二梯隊的國家更多，有歐洲、日本、印度等等。

　　“不管怎么說，第一輪繞月飛行，各個國家都各有收獲，而且證實了各國都具備了月球探測的能力。這對我們來說是很大的鼓勵，也激勵我們更好更快地推進我國月球探測。”歐陽自遠認為，盡管其中的競爭很激烈，但大家應尋求更好的合作，共同聯合起來，發揮各自優勢，共同為人類謀求福祉。

　　推動基礎科學發展

　　與其他的航天工程不同，月球探測工程說到底還是一個科學工程，它除了有明確工程目標，更有自己獨特的科學目標。

　　歐陽自遠說，嫦娥工程開啟了我們走向深空的步伐，也證明中國人具有深空探測的能力。更重要的是通過嫦娥工程所獲取的科學探測數據，將進一步推動我國基礎科學的發展。

　　以嫦娥一號為例，它經過1年零4個月的飛行，獲得了大量科學數據，這些數據已無償提供給全國科學家開展相關的研究工作。截至目前，通過這些數據的開發研究，已經發表了100多篇文章，獲取了許多新的科學認識。

　　而這些成功的應用能讓人們更深刻地了解月球，同時也發展了關于月球科學具體的各個方面，加深了人們對太陽系的起源和演化的認識，更重要的是推動了月球科學在中國的建立和發展。

　　從工程整個運作和結構來看，我國已構建了一支月球科學、行星科學、太陽系探測的研究隊伍。

　　其次，拓展了人類開發利用地外資源的一個新前景。

　　第三是促進了對地觀測科學的進步，也帶動了一大批各種新型儀器的研制，提高了我國航天綜合能力。

　　此外，就是推動了管理科學的發展。探月工程是一個非常巨大的系統工程，在如此大的系統工程里，“阿波羅”曾提供了一個非常先進的管理形式，很多國家都在套用。那么如何根據中國的實際情況，總結出一套大型科學工程的管理思路，嫦娥工程必會積累很多經驗，給人啟發。

　　嫦娥二號任務月球應用科學首席科學家嚴俊也認為，探月工程首先促進了我國航天技術的跨越式發展，同時也促進了我國天文學和其他基礎科學如材料科學、環境科學、空間物理學、地質學的全面發展，而且帶動了這些科學的交叉融合滲透。

　　例如在天文學方面，探月工程的精密軌道設計、更加精確的測定需求，能促進天體測量學和天體力學的深入發展。“天體天測慢慢在萎縮，要不是航天工程和深空探測的話，就更加萎縮了。”嚴俊說。

　　另外，探月工程還促進了月球科學、宇宙科學、行星科學等天文科學的深入發展。