“它是这样的神秘,我期望走近它、了解它。”今天,在首个中国探月工程公众开放日,一位前来参观的中学生兴奋地说,“这是我第一次感觉和科学家距离如此之近,和国家前沿科技如此之近,和月球如此之近”。
准备与众多参观者一同参加今天活动的,还有中国月球探测计划首席科学家欧阳自远,他将和中国绕月探测工程总指挥栾恩杰一起和公众进行面对面的交流。
张忠廉教授是北京理工大学光电创新教育实验基地的负责人,因为该基地的很多研究都与探月工程有联系,今天他把他的学生们也带到了现场。
张忠廉说,公众开放日活动为像他这样的专业人士与科学家进行面对面的交流提供了机会,为学生树立了奋斗目标,提供了学习动力。
“这是一个良好的开端”,北京航空航天大学的一位同学认为,今天的公众开放日开阔了大家的眼界。
欧阳自远在接受本报记者采访时说,中国过去未开展过月球探测活动,由于现实经验的缺失,公众对此项事业一无所知,也许还能理解。但随着中国空间探测的开始与发展,公众自然而然会萌发一种对此类科学知识的渴望,科学家应该尊重他们的这一需求。
他说,相比媒体报道或人际传播,面对面的交流,更能拉近科学家与公众的距离,公众期望了解的问题越多,科学家越要有耐心认真解答,如此才能达到互相理解、互相信任的良性循环。
“科普报告有利于提高公众科学素质,提高国民素质。公众获得了更多的科学知识,就能避免各种耸人听闻的奇谈怪论的流传,比如宇宙某年某月毁灭等。”
但目前我国科普教育缺乏、不全面,也让眼前的这位老专家感到担忧。他希望通过增加科学研究的透明度,营造一个良好的科普氛围。
来自北京航空航天大学的博士李洪波,将受邀参加今年8月中旬由美国航天机构主办的全球青年人空间探索研讨会。谈到今天的公众开放日,她说,面对面的交流给专业相关的学生打开了最直接、最全面了解我国探月计划的窗口。“这样的科普活动非常有趣,也非常难得,不仅收获了知识,更收获了信心。”
今天的开放日对青少年具有特殊的意义。国防科工委月球探测工程中心副主任郝希凡认为,活动日将有助于他们能更早地接触科技前沿,及时了解自己感兴趣的科技知识,从小树立良好的科学观。
不同国家有着不同的打算
今天,越来越多的国家把对月球探测纳入到最重要的空间科学计划。
1969年7月,美国“阿波罗11号”实现了人类登月之梦。美国宇航局宣布最迟于2020年再次登陆月球。新型登陆舱将可容纳4名宇航员,他们能在月球表面待一到两周。宇航员还计划利用登陆舱把货物运到月球表面,留作储备。
印度的第一颗月球探测器“月船1号”将在明后年发射升空,探测器预计将绕月球轨道运行两年时间,将获得高分辨率的月球地质图、月球矿物图和月球地形图。
日本2007年将发射“月亮女神”号绕月卫星,并力争在不久的将来发射无人探测器,以探究月球的起源,并将在月球表面采集样本,之后带回地球供科学研究。
欧洲即将实施机器人登月计划,送机器人上月球,并将所有参与合作国家的机器人组成一个“机器人村”,在月球上试验新的技术,为实现有效可行的人类月球探索和永久居住打好基础。
中国的“嫦娥一号”卫星也将在2007年发射升空,预计实现4项科学目标:绘制完成三维月球地图、进行月表化学元素含量和物质类型分析、探测月球土壤及探测地月空间环境。
国防科工委月球探测工程中心有关专家说,在经历了20世纪60年代到70年代中期美国和前苏联频繁地发射月球探测飞行器,并实现载人登月后,人类曾经进入对月球探测的平静期,而从20世纪90年代后期到现在,人类在探测活动中发现月球可能存在水的迹象,这些重大发现重新引发了人类对月球探测的兴趣,形成新的月球探测热潮。
虽然各国都对月球感兴趣,但却各有各的打算。国际月球探测工作组主席班达瑞说,美国的侧重点是资源方面,他们最终是想研究火星,所以把月球当成中间站。
欧洲的侧重点是技术,他们正在研究去月球的新方法和新技术。目前各个国家都是用化学燃料作为动力推动航天器,但是欧洲科学家们想出了一个更新的办法——采用太阳能离子发动机作为主要推进系统,这样既节约能源,又减少了卫星携带燃料的重量,可以更多地携带科研设备。
中国、印度和日本的侧重点则是关于月球科学的研究。人类生活受到月球的影响很大,比如潮汐,比如月球给地球带来了很大的稳定性,使地球上没有极端性气候出现,人类才可以在地球上幸存下来。
科学价值与经济利益并存
大多数科学家认为,新一轮月球探测热背后,科学价值和经济利益并存。
意大利航天局科学家艾思宾娜瑟说,探月可以使我们很好地了解月球和太阳系,从整体上了解太阳系是怎么形成和逐步演化的。太空探测意味着很多高科技发明创造,这些发明最终会对日常生活产生巨大的推动作用,使很多工业和商业参与进来,拉动经济发展,使每个人都受益。
国际月球探测工作组秘书长弗英表示,月球开发加强了这些国家的工业联系,使相关的高科技通过工业生产很快进入百姓的日常生活中,对拉动经济很有利,同时也会影响到政治方面。
对于月球探测的科学价值,中国科学院院士、中国月球探测计划首席科学家欧阳自远表示,月球有一个很特殊的环境,如超高真空、无磁场、地质构造稳定、弱重力等,在这种环境下可以生产出很多特殊材料和生物制品。科学的责任就是解决这些问题。
国际月球探测工作组主席班达瑞认为,月球上有两种资源非常丰富,一是太阳能,一是氦—3,通过氦—3的聚变,可以产生很大的能量。
“月球探测对一个国家的科技实力提出了挑战,但重要的是,政府希望把月球问题置于一个多么重要的位置,因为这是一个关系到社会进步的工程,也是一个非常昂贵的工程。”他说。
本报北京7月26日电
月球探测的历程
我们人类永远只能看到月球上的一半(月球正面),没有任何人在地球上见到过另一半月球(月球背面),因为月球的自转和公转的周期是一样的。月球正面有我们所传说的“桂花树”,其实这是一片很开阔的盆地,没有一滴水,但是名字都称为“海”,发亮的地方是月球的高地。
1959年以来人类进入了月球探测的新时代,至1995年1月,一共发射了108颗探测器,52颗成功,成功率为48.1%;实现了6次载人登月,12名宇航员登上过月球。人类一共有382千克月球样品和难以计数的科学依据。
有很多传说:“阿波罗是假的,人类没有登上月球。”第一个证据就是:美国的国旗在月球上迎风飘扬。这面旗帜是迎风飘扬,月球上是超高真空,绝对不可能迎风飘扬的。那么,为什么这面旗帜迎风飘扬呢?原因就是阿波罗宇航员插在月球表面的这面国旗上面有一根杆,就像我们撑伞一样,把它撑开来,就张开了,这面国旗也是这样张开的,它没有张开得很直,所以,照片看起来似乎迎风飘扬。这是真的,阿波罗登上过月球,因为我们都做过月球的样品。阿波罗计划是当时规模最大、耗资最大的计划,为登月斥资256亿美元,但它的出现带动了上个世纪60年代~70年代整个世界全部高新技术的发展,包括液体燃料、火箭、微波雷达、无线电、合成材料、计算机等等,把这些技术在民用方面二次开发应用,产生了巨大的效益,它产生了3000多项应用科技成果,可以说囊括了所有的高新技术,阿波罗对人类发展的贡献是极其巨大的。它的政治意义在于:在争夺霸权中,美国最终获胜,甚至冷战结束,阿波罗确实建立了巨大功勋。
月球表面上没有大气。正因为没有大气,产生了严重的后果:说话谁也听不见,因为没有介质传导声波,另外也没有热的传导,所以,朝向太阳的一面达到130摄氏度左右,旁边的阴影为-130至-150摄氏度,是一个非常严酷的环境,太阳一出来温度很快升高,太阳下山温度就会降低,它的表面日夜温差在几厘米范围内就可达到300度,这就是我们的月球。人们过去想的月球什么广寒宫、嫦娥、玉兔,其实,月球是一个非常荒凉的、严酷的、死绝的世界。月球的白天是半个月长,月球的晚上也是半个月长,它的一天相当于地球的一个月。
根据月球探测的结果,月球没有全球性的偶极磁场。也就是说,在月球上使用指南针,东南西北是分不出来的。这说明月球的内部已经很早就固化了,而我们地球内部在地核的外围还有带电流体的流动。就像生命一样,任何一个天体都有它的诞生,也必然有它的“死亡”,地球是这样,月球也是这样。现在的地球是壮年期,将来我们的地球在大约45亿年以后,内部也要全部固化,也要像一块大石头绕着太阳转,到那时候,地球上没有火山、地震和板块活动,地球将会变得很平静,地球绝不会爆炸。
月球的表面受到小天体的撞击被砸了很多坑,大于1000米的坑约为3.3万个,我们地球也在挨砸,月球为保护地球建立了巨大的功勋,至少挡住了一部分本该砸到地球上的小天体,而它自己被砸得千疮百孔。月球一直在挨小天体的撞击,它被砸出了各种各样的坑,坑里面还有很多小的坑。月球阴影的地区是广阔的海洋,取名为“风暴洋”等等。
月球是个资源大宝库
地球是我们当今所知道的宇宙中惟一具有繁茂的生物圈和高度智慧生命存在的、建立了一个高度文明社会的天体。离开地球实现深空探测的第一步就是对月球的探测。因为月球是地球惟一的天然卫星,它离地球最近,是人类飞出地球、开始深空探测的门槛,在月球上可以对地球进行全面监测、可以建立一系列的科研基地,同时也是一个新的军事平台。
2004年,美国提出,从月球上发射火箭,通过月球作为转运站,把人送上火星、甚至更遥远的天体。因为在月球上发射火箭比在地球上发射要节约大量的能源,大约只需要地球上的1/21。
我们现在很担心地球上的能源匮乏:石油大概还能用50年~60年;煤大概能用100多年;天然气大约能用60年,铀矿原子能发电大概能用40年~50年。而月球表面覆盖有一层很松散的月壤,其中含有100万吨~500万吨的氦-3,是最理想、最长期的可以满足人类能源需求的替代品。科学家推测,大约30年以后,可控核聚变发电可以商业化,可以建电厂。假如是这样的话,月球可以提供地球人类用到上万年的可控核聚变原料,这使得月球更显得重要。
另外,月球上有很多丰富的资源,加上月球的特殊环境:超高真空、没有磁场、地质构造稳定、高洁净、弱重力(只有地球的1/6)等,在那里可以建立一系列的科学观测基地,可以对地球进行监测,可以生产各种昂贵的生物制品。
月球上还有很多石头,有各种各样丰富的矿产资源,稀土的资源量将近300亿吨。
科学上的四个目的
20世纪90年代末,全球兴起了新一轮探月高潮,连印度也计划在2007年发射月球探测卫星。印度国防部长讲了一句名言,他说:“我们国家是很穷,再穷的人在过年的时候也会放一挂鞭炮。”
我国为什么也要探测月球?从科学上讲,我们想做四件事情。
第一,我们首先要做一个月球的三维图像。你到一个新的地方去,总得有一张地图吧?我们去月球也得有一张图。三维图别人也做过,但还存在一些问题,我们要比别人做得好一点、全一点。
第二,我们也很想探测一下月球上一些资源的分布。美国已经做了5种资源:钍、铀、钾、铁、钛。我们根据自己的能力认真分析,觉得我们可以做14种。
第三,这是别人没有做过的,我们想把整个月球土壤的厚度全部测出来。
第四,探月卫星将是中国发射最远的卫星,我们要做地球上空4万千米到40万千米的太阳系空间的相关环境的基本特征,主要做它的高能电子、低能电子、太阳风的数据等等。这是为了实现这4个目标,全部装备在卫星里,卫星的寿命大于1年,高度是200千米。
13亿能创造更多价值
2004年1月,中央批准第一期探月工程的总经费是13.6亿元。大家都经常在提这个问题:我们国家还很穷;我们要全面建设小康社会;我们下岗的人还很多;贫困人口还很多……但面对这项激烈竞争,面对科学技术发展的一个大好机遇,假如我们花很少的钱,能够实现目标,的确是带动我们国家高新技术的发展。
这13.6亿元,就是北京市修2000米地铁的全部经费。我们国家每年的国民经济生产总值是20多万亿元,而我国这13.6亿元要3年至4年用完,每年最多4亿元,巨大的中国,承担每年4亿元,应当说,不会影响我们全面建设小康社会,只能更好地推动小康社会的建设。
月球是探索外太空的跳板
在探月工程的第二期,我们要发射一个软着陆器,在指定地点着陆,并放上地震仪和测月的雷达。我们还很想在月球上设置一个月基的天文台,这个国外也还没有做过。光学观测在月球上有很多优势,我们所进行的观测都是在地球上做不到的,测不到的,看不到的。第三期,我们要实现在月球上的软着陆,要到美国和前苏联着陆过的其他地方,采集一些最有价值的样品,并带回到地球上来。
我们只有在这三期工程的基础上,掌握了月球上的软着陆技术,掌握了地球和月球之间返回的技术,月球表面取样分析的技术,才能对下一步的载人登月飞行积累一些经验,才能实现我们国家更长远的载人登月、甚至对火星的探测。
载人登月以后,在月球上建立基地,开发月球的资源和能源,供人类社会的需求;再以月球为跳板,向探索更遥远的空间挺进。人类探求宇宙的欲望是无止境的;人类总是要征服更遥远的宇宙;人类总是要让自己扩展到更遥远的空间中去;人类希望了解世界、了解宇宙,人类将来怎样更好地发展。这些都是将来的使命,是为我们民族实现“嫦娥奔月”梦想的很重要事业。田斌整理
月球开发也要反对霸权主义
17个国家航天局、200多名科学家、127篇相关论文……全球探月科学家首次聚集北京,在第八届国际月球探测与利用大会开幕式上,一位科学家说,在神秘而古老的中国,仰望人类共同的月球,令人终身难忘。
“人类的月球,同一个梦想”,在这样一个极具人文色彩的主题下,和平开发利用月球,反对霸权主义,成为与会科学家的一致呼声。
国际月球探测工作组秘书长弗英说,联合国关于外太空的公约,涉及到对月球的开发和研究。月球属于每一个人,不属于任何一国政府,我们只能和平开发月球,各国应该在这一公约的框架内,开发月球资源,这样才能够可持续地进行开发。
弗英说,这一公约已经有超过30年的历史了。那个时候,世界上只有两个国家拥有发展月球计划的能力,就是美国和前苏联。现在已有超过150个成员国一致同意这一公约,即月球不是某个国家的私有财产,而是整个人类可以共同利用的公共资源。
弗英承认,有些国家认为,开发月球应该为全人类的共同利益而去做,如果有人探月,由此而获得的好处不应只属于他们自己,而应该属于全球所有国家;而另一些国家对此持异议,认为如果一国为了月球探测付出了大量的投资,那么就应该为此得到相关利益,双方的争论还比较激烈。为此,弗英呼吁,各国应该在联合国公约内实施月球探测计划。
弗英说,探测月球需要很高的科技水平,也需要很尖端的人才。前者可能只是存在于发达国家,但后者可能在不发达国家也能找到。从这个意义上说,智慧精英是被全世界各个国家共同分享的,不是被某个国家垄断的。“月球探测应该可以让发达国家先走第一步,然后把这些经验和成果分享给不发达国家。”
他说,每个成员国都必须遵守联合国公约,如果有成员不遵守,其他成员国都可以予以指责或谴责。“我们还可以通过监督这些国家的月球开发,比如是否影响了月球的环境,是否在进行与武器有关的项目,来起到一定的制约作用。”
国际月球探测工作组主席班达瑞在接受本报记者专访时说,迄今为止,对月球的开发都是和平的,还没有不和平的事情发生。“重要的一点是,我们的研究人员不应该滥用我们的星球,应该维护它的清洁和可持续性。我们可以开发,但前提是不能破坏。”
一个不容忽视的事实是,目前有能力实施月球探测的国家,都是在科技上占优势的大国。班达瑞说,虽然现在还没有产生霸权主义的迹象,但未来也许会发生。
他说,在月球开发探测方面,国家之间的确存在差距,但几个主要国家之间的差距并不很大,美国的确有很多高科技,但这些国家之间,水平并没有本质区别。中国、欧洲和印度等国家和地区,花一定的时间就可以赶上美国。
他说,很久以前,美国和前苏联展开过一次太空争霸战。但是现在这种争霸战没有了,越来越多的国家意识到,他们从合作中比从竞争中获益更多。“国家利益和全球利益正在趋同。我们不仅是在贸易、文化和教育上有全球化的趋势,在高端科技上也有。”
国防科工委副主任、中国国家航天局局长孙来燕说,中国政府一贯主张以和平的目的探索月球和外层空间,扩展和深化对地球和宇宙的认识,一贯主张和平利用月球资源和外空资源,促进人类文明和社会发展,造福全人类。中国作为发展中国家,根本任务是发展经济,提高人民生活水平,推进国家现代化建设。中国的探月活动,是为了提高自主创新能力,促进科技发展,推动社会进步。
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