振河
2013年12月14日的夜晚,注定是個不尋常的夜晚。
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。
“明月幾時有,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,他的詩句或許不會如此惆悵。
在隨后一段時間,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,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,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,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)研究的歐陽自遠眼里,遠沒有這樣撩人、神秘,“月球表面的環(huán)境最大特點是真空,這樣就產(chǎn)生兩個結(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奇怪的現(xiàn)象,凡是能照到太陽的地方溫度高達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”。
歐陽自遠認為,月球是可以被認識的,并且人類已經(jīng)對月球取得了一些認識。他以對月球演化歷史的研究,得出月球是一個古老的“僵死的”星體。月球的“地質(zhì)時鐘”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,歐陽自遠舉了一個非常形象的例子:“日本一位科學(xué)家建議給月球系一個腰帶,將太陽能輸送到地球就可以解決地球的能源問題。因為只要系一個全球性腰帶就永遠有半個球暴露在太陽之下。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
進入20世紀(jì)以來,人類對于月球的探測大致可以分為三個階段。第一個階段是1958年到1976年掀起的探月高潮,第二個階段是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?對于這個問題,歐陽自遠有著自己的理解。
人類重返月球的第一個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。歐陽自遠認為,氦-3可以作為可控核聚變的能源,而月球上氦-3儲量豐富,至少可以提供整個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識月球和探測月球。
人類重返月球的另一個重要原因是開發(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,歐陽自遠還認為,人類重返月球的一個不可忽略的目的就是占領(lǐng)軍事制高點。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>
其實早在20年前,中國就開始了月球探測工程的論證。歐陽自遠回憶說:“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。”之后探月工程的論證進行得非常順利。1999年歐陽自遠和他的同行們完成了《中國開展月球探測的發(fā)展戰(zhàn)略和長遠規(guī)劃》,并提出了現(xiàn)今被廣泛接受并作為立項目標(biāo)的“繞、落、回”三步走設(shè)計思想。
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)時向國務(wù)院報告的總經(jīng)費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,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,歐陽自遠院士娓娓道來,在探月一期工程實施的過程中,我國曾遇到過四個方面的難題?!暗谝粋€難題是軌道怎么設(shè)計?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,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?!睋?jù)歐陽自遠介紹,一期探月遇到的第二個難題是三軸穩(wěn)定的問題,由于太陽、地球、月球相對位置隨時都在變化,所以計算難度非常大。第三個難題就是38萬公里的遠程精確測控。歐陽自遠和他的團隊經(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個觀測點,這樣我們就有4個三角形來精確布控。”除此之外,還有一個關(guān)鍵問題需要解決,那就是38萬公里的數(shù)據(jù)接收問題?!盁o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,這個問題完全解決了,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階段:探——就是無人探測:登——就是載人登月,精細探測月球;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)歐陽自遠介紹,嫦娥二號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常大,其速度可達每秒12M。嫦娥二號上裝備的相機有兩個視角,非常像人的眼睛,盡管相機只有數(shù)碼相機那么大,但拍出來的照片卻非常清晰。
“目前我們已圓滿實現(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。”歐陽自遠說。
歐陽自遠說,探月工程第三期需要發(fā)射的東西太多、太重,因此對火箭的運載能力提出了進一步的要求。新型火箭——長征五號現(xiàn)在已經(jīng)在天津濱海新區(qū)研制。此外,火箭較大的直徑也增加了運輸?shù)睦щy,只能采用海運,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,要實現(xiàn)載人奔月,甚至進一步建設(shè)月球基地。”
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,歐陽自遠有著清醒的認識。他用8個字來形容我國的處境:“前有阻擊,后有追兵?!?/p>
歐陽自遠把目光聚焦到了美國的空間發(fā)展計劃上來,指出美國的計劃是繼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的宇宙空間。“美國有三個目標(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劃。俄羅斯計劃利用10年時間(2010-2020年)探索月球資源,并在2020年至2050年實現(xiàn)載人登月并建設(shè)常設(shè)基地。而印度媒體則認為,隨著經(jīng)濟發(fā)展、衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)的成熟,印度將在,2020年實現(xiàn)載人登月,將比中國早4年,可以奪回主動權(quán)。
面對“前有阻擊,后有追兵”的形勢,歐陽自遠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,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,他們一定會挑起重擔(dān),而且會比我們這幫老頭子做的更精彩!”
不會停息的探月步伐
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)達國家共享月球上的資源。
這意味著,中國首次實現(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。
事實上,早在中國探月工程立項時,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不會是重復(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,只要是含有美國敏感器件的衛(wèi)星,他們都不會準(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,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)達國家習(xí)慣了獨享太空這塊“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“月宮”,中國的探月步伐,將迎來新的征程。而中國的神話故事,也將會有更精彩的續(xù)篇。
可以預(yù)見,肩負著探月使命的“嫦娥”,在未來承擔(dān)更多中國深空探測重任的同時,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。
屆時的“廣寒宮”,或許,將成為人類探尋宇宙奧秘新的起點。endprint