「嫦娥之父」坦言：年底將從月面取樣帶回

8月22日,來蘭出席第一屆全國氣體同位素技術與地球科學應用研討會的中科院院士、中國月球探測工程首任首席科學家、被譽為「嫦娥之父」的歐陽自遠在報告中,講述了他從地質,到開展地下核試驗,再到與月球結緣,最後到深空探測的跨界科研歷程。會議間歇,這位83歲高齡的科學家接受記者採訪時還暢談了包括「嫦娥五號」、「嫦娥四號」的任務,以及包括火星探測、木星探測在內的未來深空「飛天」探測夢。

歐陽自遠接受記者採訪。

嫦娥工程,我們準備了45年

歐陽自遠說,1952年我高中畢業時,共和國剛成立不久,我國的礦產資源十分稀缺。那時候,國家號召「年輕人要喚醒沉睡的高山,讓它們獻出無盡的寶藏。」考大學時就是這句話影響了我,於是報考了北京地質學院的礦產勘探專業。畢業後又考取了中科院地質研究所礦床學的副博士研究生,畢業後從事長江中下游銅礦、鐵礦成因的研究。就在那個時候,1957年,蘇聯發射了人類歷史上第一顆人造地球衛星,宣布人類空間時代的到來。我知道消息後當時特別激動,但也堅信,中國未來一定會進入空間時代,我們年輕一代一定要為中國進入空間時代做準備。

從1958年開始,我到處尋找從天上掉下來的石頭——隕石,收集平流層的宇宙塵,開展來自地球以外的各類物質的研究;綜合分析研究美國和蘇聯開展月球和火星探測的計劃、方案、目標和探測成果。1964年初,當我一門心思埋頭做研究的時候,國家迫切需要找一位學地質出身,又學過核物理的人來承擔地下核爆炸的相關任務。巧的是,我曾經有過一段核物理進修學習和從事核物理實驗的經歷。於是,當時國防科委的領導就讓我帶一支隊伍在戈壁荒漠做地下核試驗的選場、在實驗室開展試驗模擬、防止泄漏和防止地下水攜帶放射性裂變產物對區域地下水的污染等研究。與此同時,我還繼續對隕石進行研究。1976年,我帶隊去考察了吉林隕石雨,隨後發表了100多篇文章,國際上承認中國的隕石學研究已經達到世界先進水平,我們也培養了一支具有堅實基礎的月球科學與行星科學的研究隊伍,為我國進入空間時代做人才儲備。

1978年,美國總統卡特的安全事務顧問布熱津斯基訪問中國時,送給我們一塊只有黃豆大小的月球岩石樣品。但這塊來自月球的樣品到底是美國人哪一次登月採集到的?采自月球的哪個地方?根本沒有人知道,因為,美國不會透露這些的。當時我們國內研究天體岩石的科學家很少,有關部門通知我們領取這塊極其珍貴的石頭送到了我這裡。經過潛心研究,我們發表了14篇文章,對這塊「岩石」進行了全面「解剖」。

為了現在的「嫦娥工程」,我們已經進行了35年的科學準備,10年時間的項目論證,直到2004年1月23日國務院總理批准了國防科工委申報的中國第一次月球探測計劃,從此,我們真正踏上月球探測之路。之後的「嫦娥一號」、「嫦娥二號」、「嫦娥三號」陸續完成了各自的使命。

2017年,「嫦娥五號」將在月面取樣返回

計劃在2017年年底,「嫦娥五號」將在海南文昌航天發射場啟程,在月面鏟取和鑽孔取樣並帶回地球,這也是我國探測器第一次從月面取樣並帶回地球。

目前,「嫦娥五號」已萬事俱備,它上面裝有電鏟、鑽機。電鏟用來鏟取月球的土壤,鑽機在月球上打鑽後鑽取月球的土壤和岩石。然後採集的月球土壤和岩石樣品放到「嫦娥五號」的返回艙里,返回艙在月面升空,與等候在月球空間的月球軌道器交會對接,月球軌道器攜帶返回艙進入地球空間,釋放返回艙進入地球大氣層然後帶回地球。但由於「嫦娥五號」返回艙返回時的速度很快,可達到11公里/秒,高速插入地球大氣層時可能被焚毀。為此,大家想了一個辦法,那就是讓返回艙在大氣層中像「打水漂」一樣彈跳一次,跳出地球大氣層,也就是在沒有深入大氣層之前先短暫迴避緩衝,然後再低速二次進入地球大氣層,獲得合適的落體速度後,再自動打開降落傘,最終在內蒙古四子王旗預定的陸區域軟著陸落地,這樣就可以把樣品毫髮無損地帶回地球了。

同時,樣品的處理、分裝、保存等環節的準備工作已經全部就緒,我們也在組織國內10多家科研機構和10多所大學,利用各自的特色和優勢進行月球返回樣品的實驗技術和實驗流程準備。只要月球樣品一到,各單位向國防科工局提出申請,在專家委員會審批同意後就可以開展各類分析研究。每家單位做出結果後,可以自己寫文章發表。

來自月球的樣品,一部分供科學研究用,一部分供展覽用,一部分作為國家禮品贈送,大部分樣品封存保留,以備後用。

2018年,中國探測器將著陸月球背面

為什麼「嫦娥四號」在「五號」之後發射升空呢?因為「嫦娥五號」先立項,「嫦娥四號」立項比較晚;所以,「嫦娥四號」2018年才發射。它包括一個著陸器和一個月球車,將對人類從未到達過的月球背面開展首次著陸器就位探測和月球車巡視探測的聯合探測,預計將獲得一系列新的探測成果。2018年,嫦娥四號的軌道器、著陸器和月球車對月球背面開展聯合探測,所有探測數據將傳回地面,供科學家科學研究。因為,月球自轉的同時也繞著地球轉,所以,在地球上永遠看不到月球的背面,這以前,人類從沒有探測器著陸月球的背面進行科學探測, 「嫦娥四號」要實現在月球背面著陸並開展探測工作,但有一個難題是:在地球上我們不知道「嫦娥四號」的著陸位置,無法進行通信聯繫,地球的指令無法傳輸,探測器的探測數據無法接受,會降落在什麼地方,月球背面沒有通訊,因為全部被月球正面擋住了,我們也不知道它工作的情況。因此,我們想了一個辦法,那就是先發射一個中繼衛星,讓它飛到地球和月球的引力平衡點,離月球背面6.8萬公里的拉格朗日L2位置。它在那兒接收地球的指令後,再傳達給月球上的著陸器和月球車,然後把月球車和著陸器收集到的探測數據和圖像反饋給地球。通過中繼衛星的傳輸和聯繫作用,我們就可以探測月球的背面。

根據中國月球探測的發展戰略和長遠計劃,我國的月球探測分探[無人月球探測(2007—2017)]、登(載人登月)和駐(建設月球基地,開發和常住)三大階段;第一階段無人月球探測又分為繞(繞月探測)、落(落月探測)和回(月球自動取樣返回地球)三步走。

2020年,中國將首次探測火星

向火星發射探測器,每隔26個月才有一個探測器發射窗口。從地球到火星,探測器平均要飛行8個月,才能到達火星。

根據計劃,我國將在2020年發射火星探測器,我們不僅要發射一顆火星衛星繞著火星飛,開展火星遙感探測;同時還有一個火星車在火星上著陸,開展巡視探測;共同實現天地聯合探測火星。再把火星上的樣本帶回地球來,這件事目前還沒有人做到過。

火星是最有可能存在生命的行星,但火星表面一滴液態水也沒有,可能全部分布在火星地下。我們將要利用火星探測衛星和火星車聯合探測火星地下水分布並估算地下水的資源量、存量有多少。

在「十三五」期間,我國將實施「嫦娥五號」、「嫦娥四號」和首次火星探測任務。

未來,中國還要飛得更遠

2020年之後,中國要飛得更遠,將開展主帶小行星和近地小行星探測、木星系統與木星衛星的探測、太陽系行星際空間穿越探測以及火星取樣返回。從低軌道空間站,到探月,再到更加遙遠的火星、木星探測,我國對太空的探索將一步步推進並實施。

預計到2021年,我們要做三件事:第一件是第二次火星探測,並採樣返回地球;第二件是探測小行星;第三件是探測木星及木星系統。

未來的深空探測,我們要在攀登世界科技高峰的征程上,實現一次又一次歷史性跨越,我們中國一定還要飛得更遠!

月球氦3儲量,可以解決全人類上萬年的能源問題

「嫦娥一號」已經探明已有的研究發現,月球表面土壤中富含大量的氦3,初步估計有上百萬噸。目前,科學家正在利用氘-氚建立核聚變實驗堆,而利用氘-氦3參與的核聚變發電可向人類提供能源,是科學家正在研究的課題。作為核聚變中必不可少而且安全的核聚變燃料,氦3在地球上分布極少,「可以說基本上沒有」。

在核聚變發電商業化的前提下,如果能夠解決將氦3運回地球這一問題的話,8噸的氦3可解決全中國一年的能源供應總量。月球上百萬噸的氦3為全人類提供至少上萬年的能源。

當然,這只是目前人類最美好的願望,有的人說要實現可能要等20年,也有的說要等30年……

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