新京報(bào)訊(記者張建林)“月亮怎么來(lái)的?”“探月對(duì)地球有什么作用?”6月15日,在中國(guó)商業(yè)航天發(fā)展大會(huì)暨第二屆中關(guān)村商業(yè)航天大會(huì)上,中科院院士、中國(guó)探月工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)在以《月球開(kāi)發(fā)利用的前景》為題的講演中提到,深空探測(cè)是科技競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn),而月球探測(cè)則是起點(diǎn)。
中科院院士、中國(guó)探月工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)。新京報(bào)記者 陶冉 攝
歐陽(yáng)自遠(yuǎn)曾概括自己職業(yè)生涯,是由“地”向“天”的轉(zhuǎn)變。公開(kāi)資料顯示,歐陽(yáng)自遠(yuǎn)于1952年考入北京地質(zhì)學(xué)院勘探系,后被中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所錄取為礦床學(xué)副博士研究生,主要研究長(zhǎng)江中下游鐵礦與銅礦的成因與找礦方向。1957年,蘇聯(lián)成功發(fā)射人類(lèi)歷史上第一顆人造地球衛(wèi)星,拉開(kāi)了人類(lèi)空間時(shí)代到來(lái)的維度。
“我很好奇,什么是空間時(shí)代?在我找礦的時(shí)候,人家制造的衛(wèi)星已經(jīng)在天上繞著地球轉(zhuǎn)了幾圈。我后來(lái)想,我們中國(guó)也會(huì)走向空間時(shí)代的?!睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)決心為迎接空間時(shí)代做準(zhǔn)備,此時(shí)作為研究生的歐陽(yáng)自遠(yuǎn)還沒(méi)畢業(yè)。
隨著新一輪探月的開(kāi)始,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,月球探測(cè)在推動(dòng)高新技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的同時(shí),也給人類(lèi)帶來(lái)了社會(huì)效益。中國(guó)的月球探測(cè)經(jīng)歷了35年(1958-1993)的跟蹤調(diào)研與綜合分析。其間,開(kāi)展了地外物資研究,培養(yǎng)了一支月球與行星科學(xué)研究隊(duì)伍,并提出了中國(guó)月球探測(cè)的發(fā)展戰(zhàn)略設(shè)想。
1978年,歐陽(yáng)自遠(yuǎn)聯(lián)合其他科學(xué)家,開(kāi)展了對(duì)一份月巖樣品的研究,并發(fā)表了不少重要研究論文,極大地促進(jìn)了中國(guó)月球科學(xué)的發(fā)展。此后,他與其他科學(xué)家一起又完成“中國(guó)月球探測(cè)的必要性與可行性研究”,2004年1月,國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了第一期繞月探測(cè)立項(xiàng),并正式將其命名為“嫦娥工程”,歐陽(yáng)自遠(yuǎn)被任命為中國(guó)月球探測(cè)工程首席科學(xué)家。
月球探測(cè)不僅可以拓展月球科學(xué)的認(rèn)知邊界,也可以為深刻認(rèn)識(shí)地球的宜居性演化提供思路和視角。
據(jù)歐陽(yáng)自遠(yuǎn)介紹,自古以來(lái),對(duì)于月球的成因有4種學(xué)說(shuō):一種是同源說(shuō)。月球與地球一樣,同在太陽(yáng)系中形成,兩者類(lèi)似“兄妹”關(guān)系;一種是俘虜說(shuō)。太陽(yáng)系中存在很多小天體,月球行經(jīng)地球時(shí),被地球的萬(wàn)有引力所俘獲。類(lèi)似地球的“養(yǎng)子”;一種是裂變說(shuō)。月球可以填滿(mǎn)太平洋,當(dāng)?shù)厍蛱幵谌廴跔顟B(tài),因旋轉(zhuǎn)過(guò)快,將部分物質(zhì)甩了出去,甩出去的部分形成了月球;一種是碰撞說(shuō)。地球形成不久,一個(gè)與火星大小的天體在太陽(yáng)系亂竄,后與地球發(fā)生了碰撞,碰撞的碎塊最終形成了月球。
有些學(xué)說(shuō)沒(méi)有證據(jù)驗(yàn)證,有的學(xué)說(shuō)則被證明有誤?!安贿^(guò),被其他天體碰撞后,地球被撞歪了23.5度。歪得太妙了。”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō),撞歪后,地球才有了春夏秋冬四季,一邊自轉(zhuǎn),一邊公轉(zhuǎn)。
他告訴記者,月球?qū)Φ厍虻某毕饔?,還使生命從海洋向陸地遷徙。太陽(yáng)系天體中,由于地月間距離相對(duì)較近,月球?qū)Φ厍虻某毕饔眉s為太陽(yáng)對(duì)地球潮汐作用的2.2倍,并遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他天體對(duì)地球的潮汐作用。以月球?yàn)橹鞯某毕饔靡鸬厍蚝K某逼鸪甭?,?dāng)月球的潮汐力作用于漲潮的海面,力的方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反,海水與海床的摩擦作用,對(duì)地球的自轉(zhuǎn)有牽制,長(zhǎng)期積累的結(jié)果使地球的自轉(zhuǎn)速度減慢,逐漸使每天時(shí)間變長(zhǎng)。
此外,月球還抵御了一部分小天體撞擊地球的災(zāi)難。一些太空中游蕩的小天體、隕石等,在遇上月球時(shí)會(huì)被它的引力吸引,撞向月球,由于月球表面沒(méi)有大氣,隕星體可以長(zhǎng)驅(qū)直入,毫無(wú)阻攔地沖向月面。保護(hù)地球免受撞擊。
我國(guó)對(duì)于月球探測(cè)的整體戰(zhàn)略部署可以歸納為“探、登、駐”。探指的是無(wú)人月球探測(cè);登指的是建立月球科研站,實(shí)現(xiàn)載人登月;駐指的是建設(shè)月球基地開(kāi)發(fā)和駐扎。而關(guān)于探月工程,可歸納為“繞、落、回”?!袄@”,即發(fā)射能夠長(zhǎng)期環(huán)繞月球?qū)υ虑蜻M(jìn)行遙感探測(cè)的衛(wèi)星;“落”,即落到月球表面完成一系列科考工作;“回”,從月球上采樣返回。
2007年,我國(guó)成功發(fā)射了第一個(gè)月球探測(cè)器“嫦娥一號(hào)”,實(shí)現(xiàn)繞月飛行。獲取月球表面三維影像、分析月球礦物與物質(zhì)分類(lèi)的含量分布、探測(cè)4萬(wàn)-40萬(wàn)公里的地月空間環(huán)境、探測(cè)月壤厚度并估算氦-3資源量成為了此次“嫦娥一號(hào)”的科學(xué)目標(biāo)。
“我們必須要做的比別人好,并且還有別人沒(méi)做過(guò)的?!睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō),其他幾項(xiàng)目標(biāo)別人也做過(guò),但這次我們估算出了月球上氦-3的資源量。我國(guó)科學(xué)家估算出月球上有110萬(wàn)噸左右,至少可以解決人類(lèi)未來(lái)一萬(wàn)年能源的需求。據(jù)介紹,氦-3是未來(lái)核聚變發(fā)電重要的資源。
在歐陽(yáng)自遠(yuǎn)看來(lái),月球的開(kāi)發(fā)利用前景將支撐人類(lèi)社會(huì)永續(xù)發(fā)展的需要,并且在構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體中發(fā)揮重大作用。例如,月球表面有豐富穩(wěn)定的太陽(yáng)能。經(jīng)計(jì)算,月球上,太陽(yáng)能的能量密度為1.353千瓦/平方米。每年到達(dá)月球范圍內(nèi)的太陽(yáng)光輻射能量大約為12萬(wàn)億千瓦。相當(dāng)于目前地球上一年人工所產(chǎn)生總能量的2.5萬(wàn)倍。
有專(zhuān)家指出,在月球上每隔經(jīng)度120度各建一個(gè)太陽(yáng)能電站,或者在月球的正面和背面各建一個(gè)太陽(yáng)能電站,然后聯(lián)結(jié)成網(wǎng)。圍繞月球1.1萬(wàn)公里長(zhǎng)的赤道建一條太陽(yáng)能發(fā)電帶,由機(jī)器人進(jìn)行管理運(yùn)作。它將能產(chǎn)生13萬(wàn)億千瓦太陽(yáng)能,并且連續(xù)不斷。然后將 電能轉(zhuǎn)化為微波束和激光束,數(shù)條直徑達(dá)20公里的天線將它們傳回地球的接收站,再由地面發(fā)電站將微波束和激光束重新轉(zhuǎn)換為電能。通過(guò)這種方式發(fā)的電可以滿(mǎn)足全世界的用電需要。
開(kāi)發(fā)利用的不只是月球上豐富的斜長(zhǎng)巖、克里普巖、玄武巖,月球沒(méi)有氣候變化、沒(méi)有磁場(chǎng)、地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定等特殊環(huán)境,也可以為研制特殊的生物制品和新材料提供便利。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)舉例,在月球上發(fā)射一個(gè)同等重量的火箭,其使用到的能量是地球的六分之一。
不久前,中國(guó)國(guó)家航天局與歐洲空間局有關(guān)負(fù)責(zé)人簽署了《中國(guó)國(guó)家航天局與歐洲空間局關(guān)于在嫦娥六號(hào)月球探測(cè)任務(wù)上搭載月表負(fù)離子分析儀的諒解備忘錄》《中國(guó)國(guó)家航天局與法國(guó)國(guó)家空間研究中心關(guān)于在嫦娥六號(hào)月球采樣任務(wù)中開(kāi)展科學(xué)合作的諒解備忘錄》,明確在中方嫦娥六號(hào)任務(wù)上搭載歐方研制的月表負(fù)離子分析儀,進(jìn)行月表原位反向散射和濺射負(fù)離子探測(cè),開(kāi)展行星科學(xué)的基礎(chǔ)問(wèn)題研究等問(wèn)題。
而此次歐陽(yáng)自遠(yuǎn)也表示,“‘嫦娥6號(hào)’要解決最‘老’的問(wèn)題,是要把月球歷史做得更完備,一定要對(duì)人類(lèi)把月球講清楚。對(duì)于月球科學(xué),我們中國(guó)要做出關(guān)鍵性的重大貢獻(xiàn)?!?/p>
編輯 唐崢
校對(duì) 李立軍