|记者:于靖园
12月8日凌晨2时23分,中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,成功将嫦娥四号探测器送上太空……在近地点约200公里、远地点约42万公里的地月转移轨道上,人类开启首次“月背之旅”。
嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测,并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信。那么,嫦娥四号为什么要落在月球背面?
“我们应该慢慢长大,奔向另一个天体”
中国探月工程首任首席科学家、中国科学院院士欧阳自远(摄影 / 刘源隆)
“为人类提供完整的月球历史!”洪亮有力的声音说道。“月球背面的南部,有一个巨大的坑,这是40亿年以前砸出来的,把月球最古老的东西给翻出来了。我们嫦娥四号,将要落在月球背面的那个大坑里。”在12月9日下午,中国探月科普营在西昌的主题为“迎接第一个100年,中国的月球和火星探索”的演讲讲座中,欧阳自远用通俗的语言为大家做着讲解。作为中国探月工程首任首席科学家,他把大部分时间都献给了探月工程,曾成功推动中国第一颗探月卫星嫦娥一号的发射升空,指导中国月球探测的近期目标与长远规划的制定,被誉为“嫦娥之父”。
嫦娥四号此次升空发射,探测器的主要任务就是在月球背面着陆,开启中国对月球探索的新篇章。按照欧阳自远的设想,首次登陆月球背面,我们可以得到大量原创性的科研成果。还可以为将来在月球建立基地获得很多第一手的数据资料。未来不只是探月,下一步的目标就是探测火星,要研制发射绕火星的卫星,还有制造探测火星的火星车,用天地一体的方式全方位的探测火星。
月球的正面,阿波罗采了6次样,前苏联采了3次样,明年,中国也将在月球正面采样,“月球东南西北各个角的样本都有了。”他说,月球正面的历史我们都很清楚,但最古老的那一段在月球正面得不到,它埋藏在月球背面的深坑中。为此,必须去月球背面,“把月球完整的历史提供给所有人。”在这位83岁老人的眼中,闪着明亮的,饱含期待的光芒。
美国的阿罗波号宇航员曾经从月球带回了大量的土壤和岩石标本,其中的一块岩石标本被送到了中国。欧阳自远得到了研究这块月球标本的机会。“就那么0.5克石头,我们花了4个月全面解剖,发表了14篇论文,我们把它是什么,它的年龄多少,它有哪些东西,全弄清楚了。美国人也佩服,没想到中国居然解剖得这么清楚。”
从1993年开始,欧阳自远就开始积极呼吁中国政府启动探月工程,希望能在月球上找到可以帮助人类社会持续发展所需要的资源。
“国家要求我们论证,一是必要性与可行性,二是要做出一个发展战略与长远规划,中国到底该怎么干,三是具体设计第一次应该怎么干。”经过十年的缜密论证,2004年1月24日,国务院批准绕月探测一期工程立项,并正式命名为“嫦娥工程”。2007年10月24日18日05分,嫦娥一号绕月探测卫星在西昌发射升空。11月5日上午11点37分,嫦娥一号第一次近月制动成功,卫星速度定格在每秒2.06公里。那一刻,欧阳自远和总指挥栾恩杰、总设计师孙家栋情不自禁地拥抱到了一起,他眼睛泛着泪光,哽咽地说:“绕起来啦,绕起来啦……”
从嫦娥一号开始,中国就走出了离开地球摇篮的第一步,欧阳自远说,我们应该慢慢长大,奔向另外一个天体。
“中国为什么要去探测月球,我们中国做地球上的事都干不完,探月工程究竟对我们国家的发展有什么实质性的意义,我有责任和义务来向大家汇报。”为了推动中国探月计划的实施,除了研究,欧阳自远做得最多的工作就是四处游说、呼吁,向公众和决策者宣传中国探月的重要性,一做就是十多年。
在此次嫦娥四号成功发射后的第二天,作为荣誉营长的欧阳自远再次亲自上阵向中国探月科普营的营员们细致、通俗地讲解了中国探月工程,未来的火星探索,以及我们为什么要探索月球背面,月球背面的神秘传说,到底有没有外星人等问题。长达三个小时的演讲中,欧阳自远没有喝一口水,其忘我的敬业精神令在场听众均感动不已。
“做科普一定要有鲜明的科学主题,生动说明科学原理,使公众理解科学、产生兴趣、亲近科学、热爱科学。如果听众没听懂,或者觉得没意思,那一定是讲话人的问题。”他的报告主题从月球探测到火星等太阳系行星、天外来客、小天体撞击地球的“祸”与“福”、地外生命探寻、世界末日与地球“死亡”,生动而有趣。他的听众有八十多岁的老人,也有五岁的孩童。无论年纪大小,他们都被欧阳自远所讲述的内容所感染,在心里种下一个探索宇宙,探索太空的梦的种子。
十年来,欧阳自远每年都会对自己的科普报告做统计,平均每年52场,面对面听众3万余人。欧阳自远在一次采访中说:“我已经83岁了,要完成的事情太多了,我觉得可能做不完,所以希望能够多一点时间,能够把它做好。”特别是,当台下坐满了对宇宙,对科学感兴趣的小朋友们时,欧阳自远是欣慰无比的,“因为,希望在他们身上。”
此次在西昌,嫦娥四号成功发射后,就“月球背面着陆有哪些困难,着陆点如何选择,探月工程未来有什么规划”等问题,《小康》杂志记者再次对欧阳自远院士进行了独家专访。
“我们又前进了一大步”
《小康》:嫦娥四号终于发射了,您的心情如何?作为探月工程的首任首席科学家,您有什么感想?
欧阳自远:按照我们曾经国家确定的探月工程的发展战略和长远规划,第一步是无人月球探测,无人月球探测里面又分为三期,第一期就是绕月探测,已经完成了,嫦娥一号二号,第二是落月探测,落月探测只完成了一半,三号落在月球正面,四号的要求非常高,要落到月球背面,那么五号是取样返回,叫做“绕落回”三步走。现在我们朝最后的一步多一点走。所以嫦娥四号要在月球背面着陆,这是我们规划里要达到的目标,所以这一步我们又前进了一大步了,所以很受鼓舞,欣慰,但是我们刚刚走向月球,它还有很多艰难的历程要经历,很多考验要度过,比如说,现在还正在往月球飞,第一要被月球抓住,不能撞上去,不能跑掉,这很难,第二抓住以后,它的轨道要调整,又要一段时间,轨道调整好了以后还不行,因为我们已经指定了着陆点,在艾肯特盆地的洪卡门撞击坑,要降落在那个地方,所以必须要选择一个在轨道上的,瞄准着陆点的,离月球最近的位置,大概十五公里左右,朝着目标,下降。但最困难的,就是在月球上着陆了。第一必须软着陆,第二必须达到指定的位置,大概到明年年初最后才会着陆。这段艰难的历程,我们心里一直惦记着,担忧着,但是同时我们很有信心,我们国家一定会成功的。假如我们跨越了这一步,我们集中全力把回来的问题解决,只要实现这几步,我们就可以有把握的,把中国的航天员送上月球,所以这是很关键的一步。我们以后不仅在月球正面着陆,还要在月球背面着陆,我觉得这是一个非常关键性的开端,也启示我们,一定要把这几个难关度过,我们以后的路子才走得更为顺当,所以现在的心情,第一,真诚的祝贺,兴高采烈的欢呼,第二,期望它一路平安,一路达到目标,降落在我们指定的地方,第三,我们还有那么多事要干,一定要完成我们所设定的任务,因为这里面有很多创新性的成果,现在我也有信心,同时也祝福嫦娥四号一切顺利。
《小康》:我们对于着陆点是如何选择的?
欧阳自远:在月球背面首先最大的优势是在地球和月球正面得不到的,宇宙空间各种各样的,有价值的信息,全给搅乱了,所以期待能够在月球背面获得这些信息。这将是人类第一次获得。但是这个跟着陆点关系不是太大。第二个非常关键的问题是,我们要把月球的历史从头到尾完善起来,把它的演化历史搞清楚,现在很遗憾的是,我们所有的探测器几乎都在月球正面。是搞得很清楚,但是我们缺乏了最古老的那一段,最古老的那一段就决定了我们降到什么地方,着陆的地方一定是最古老的历史记载的地方,到哪去找呢?月球有很多活动,火山活动,岩浆活动,它都把那些古老的东西盖在地下了,能不能趴开来,我们人类没有这个力量,幸好在月球的背面,在四十亿年以前,砸了一个大坑,一千多公里,叫艾肯盆地,我们一定要着陆在那个盆地去,因为它四十亿年前砸的,就把四十亿年以前的那些形成的石头,它的历史,都给剥开了。所以我们要降落在那个地方。所以才选择了冯卡门撞击坑,因为冯卡门撞击坑,是艾肯盆地里面的一个撞击坑,那个在坑里头还算好一点,也许着陆的安全能够好一些。就这样,根据不同的地形,地貌,着陆环境,它最后看到什么东西,所有的这些因素综合起来,优选了冯卡门撞击坑落下去,就这么决定的,这点很关键,我们就可能获得月球历史最古老的那段历史。不到月球背面,就说不清楚,就没办法。
《小康》:这次我们的嫦娥四号月球车有哪些新的科技应用?将如何面对月球背面的恶劣条件?
欧阳自远:月球背面跟正面的差别,只有一条,月球正面的地形比较平缓,月球背面的地形比较起伏,崇山峻岭太多。稍微平坦的地方比较少。这点比正面恶劣,还有,就是我们通讯不通,看不见,现在有了中继星,都解决了,剩下来的不存在说,那边永远照不到太阳,不是的,那边甚至比正面还要亮,另外,它们的东西很古老。没有什么恶劣的条件,环境都一样,不刮风不下雨,太阳出来一百多度,晚上冷死了,正面一样,背面也一样。就是地形比较复杂,对着陆造成的困难多一点,所以对我们来说没有太多特殊的困难。我们一说嫦娥四号,就关注它的月球车,其实,它的着陆器,同等重要,嫦娥四号它是两个探测器,一个是着陆器,着陆器上放着非常重要的东西,低频长波的辐射,是在着陆器上探测的,以前着陆器上有个天文望远镜,我们改了,另外我们要测月球的环境,这是新的,另外我们在月球车上,我们也有一些改进,原来月球车上最好的,是底下有个雷达,知道地下的结构,这个我们还有,第二我们还有一台红外光谱,这个过去也有,三号有,它也有。但是过去我们有一个X光线谱,是测月球表面石头的各种成分的,我们觉得这次没有必要了,就换了一台,我们就要探测月球空间的环境,有什么特色,比如它中心原子啊,等等这些探测。稍微有点改动,着陆器上改动更大。主要目的是适合于背面科学的必要,有很多提高。
未来规划:载人登月与建设无人值守的月球基地
《小康》:未来,我们探月工程还有哪些规划呢?
欧阳自远:当然还有了,为了迎接第一个一百年,今年四号,明年五号,后年是火星的一个窗口,最好去火星,其实全世界,2020年去火星的大概有五家,谁都不愿意丢掉这个窗口,紧接着我们已经规划出来了,下一步中国探月的一个初步计划,我们下一步主要的目的,是要建设月球的基地,因为在一个基地上才能开展持久的,关键问题的研究,跟地面上配合起来,什么基地呢,是科学技术探测的基地,这个基地主要是短期的人可以值守,但主要是没有人的,人不能长期住那,机器可能发挥的作用比较大,我们要做一些什么呢?比如提取能源的原料,做一些试验,天文观测,物理学的试验,地球没这个条件,以后月球要做一个跳板,去火星,去其他地方,为什么月球比地球好?我们地球要到火星,要到遥远的空间去,首先,火箭飞,要克服地球的重力场的作用,地球大,发射上去要废很多燃料,在月球发射就轻松多了,一出去就是太空,而且引力又小,不用太费劲,到别的地方去,也好测控。以后作为跳板,我们要开展一些研究。所以必须要有一个基地,长时间呆在那。短期已经不够了,所以我们下一步建设月球基地,同时积极地准备载人登月,我们的人上去是短期驻留,而不是长期生存。我们现在正在积极准备,论证。这将是我们过了2021年以后,我们准备实施的一些探月方案。就是,建设无人值守的月球基地,第二,在短暂的有人值守的,完成载人登月。我相信很快就可以见分晓。
《小康》:这次探月科普营有很多学生,他们非常高兴能和您交流,那么您有什么感受?
欧阳自远:太重要了。孩子们跟我们那个时代完全不一样,科技的发达,信息高度方便获得,这是非常好的前提,他们比较聪明,国家的生活质量提高,孩子们拥有非常好的环境。我希望他们更多的了解科学,现在了解科学大家最感到神奇的是宇宙,宇宙充满了神奇,充满了不知道的事情,这里面发生的问题都很奇怪,包括外星人,外星系,宇宙飞行,孩子们都非常感兴趣,我期望他们从小对宇宙,对地球外围有了解,充满了一种激情,只要他知识增多,问题也会更多,他会更多思考,以后人类怎么去到达这些地方,去把我们人类的社会发展更符合自然界的一些相结合起来,总之,就是让他们了解科学,热爱科学,让他们以后下决心能够去从事这样一项艰苦的工作。我希望他们慢慢树立起这种梦想,期望,追求。只有这样我们国家才会有更多的科学家,才能够更好的把我们国家建设好,建设的更快,因为希望在他们身上。
《小康》:孙家栋院士曾提过,他是为您服务的,要把您的手和眼睛送上月球,对此,您怎么看?
欧阳自远:孙家栋是我的引路人,进入到航天的领域。我不是学航天的,不懂航天的技术,我是搞地球的,月亮,火星是另外的地球,我对地球熟悉了,我可以推出来月亮是怎么起源变化的等等。我再把月球的东西充实,对月球深刻本质的了解。我们两个是很好的结合。他说,他的责任是把我的眼睛和手伸到月亮,去不了月亮,他负责。到了月亮,我不知道你要干什么,这都是你的事情。这不是给你打工吗。他是非常好的一个科学家,全心全意为中国航天事业的发展服务。他是我进入航天领域的引路人,我们两个很好的结合起来,我们配合得天衣无缝。我很尊重他,他也很尊重我。我们在这个基础上尽量发挥全体嫦娥人的作用。我感到这是一生当中极其难得的机遇。我很荣幸能够跟他们一起工作。他的品德也经常感染我,我非常感谢他。
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