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欧阳自远院士:中国的月球探测(三)

2007-12-19首都科学讲堂本文被阅读过5194次[推荐][打印][保存][大字体][中字体][小字体]
  我们的策划者,北京科协的同志要求我一定要谈一下我是怎么卷入到这个巨大的洪流当中去的。我1952年考入北京地质学院,当时中国要实现工业化,急需矿产资源,当时很豪迈,“唤醒沉睡的高山,寻找祖国的宝藏”, 把青春献给祖国。1956年毕业以后留在学校做苏联专家的副博士研究生,后来因我的导师要回国,57年报考了科学院的研究生,研究长江中下游的铜矿和铁矿的成因。但是有一件事情决定了我极大的转折。1957年10月4日,苏联发射了第一颗人造地球卫星,开辟了空间时代的人类梦想。我觉得我们修理地球的也可以利用人造卫星,可以全球性、整体性、综合性地研究地球。我们一定要为人类走向空间时代的地球科学的发展做准备,虽然那个时候中国没有实力发射人造卫星,但是总有办法做一些事情,去创造条件,迎接空间时代的到来。我们开始收集和研究陨石、宇宙尘埃、阿波罗月球样品,研究小天体撞击地球诱发气候环境灾变和生物灭绝,研究月球和火星地质等等。

  陨石,有铁质的和石质的,甚至在商代的墓葬当中发现了一个青铜武器—钺,钺的头部插入了一片铁片,那个时候是青铜时代,铁片的成分居然是合金钢。商代我们国家是不能炼铁的,战国时期我们中国才有炼铁的历史,假如商代能够炼铁的话,中国炼铁的历史就提前了1000多年,后来我们鉴定了一下,这块铁的刀锋是铁陨石。古人很聪明,天上掉下来的铁陨石是不锈钢,将铁陨石这种合金钢打扁以后插入到青铜武器里面去。这是新疆铁陨石,是全世界第三块最大的铁陨石,这是1976年组织全国的力量研究吉林陨石的情景。这是火星陨石里面发现的小虫子,可能是36亿年以前火星细菌的化石,现在还在争论。我们在南极找到了上万块从天上掉下来的陨石,其中有两块是来自火星的岩石。

  我们研究小天体撞击地球,在西藏我们找到确凿的证据,证明6500万年前,确实是一个小天体撞击地球,导致地球气候环境大灾变和物种的大灭绝。小天体撞击地球,极强的冲击波撞击地面,引起森林大火,甚至全球大火;冲击波挖掘大量的尘埃使平流层密布尘埃,使地面的太阳辐射大大减弱,全球气温度下降,气侯变冷,海洋结冰;植物的光合作用减弱,大批死亡;导致了一批动物物种因食物链中断而死亡; 恐龙的大批死亡不是砸死的,是因为气候环境的灾变和食物链中断而灭绝。整个地球历史上有多次生物灭绝,恐龙这次灭绝事件是中等规模的,还有更大的灭绝。所以生命的演化是极其艰难的,是极其顽强的,个体虽然是很脆弱的,但是整个的生命是持续的。另外我们也做月球样品研究,再进一步研究火星等等,就这样逐步地进入到研究月球。

  其中有十多年时间做地下核试验的选场,地下核试验过程的模拟研究,地下核试验爆炸介质的要求,地下水的污染与防治,地下核试验的地质体稳定性和效应等等,爆炸后验证完全成功。国家的需要就是方向,我觉得看准方向一定要坚定不移,竭尽全力去实现目标。我们要做好事情、做好学问,做人是根本。所以做研究工作也是做人,要诚实守信。

  月球探测都是高新技术的集成和应用,不管美国的机遇号、勇气号火星车技术如何先进,但是它们干得活儿是地形地貌拍照,看有没有过去水流活动的证据,岩石是不是层状构造等等,主要是很粗浅的普通地理学和普通地质学研究的问题,因而月球和火星探测很多首席科学家都是地球科学家。

  1992年国家已经立项了载人航天项目,我们认为中国有能力进行月球探测,所以在1994年开始进行了中国月球探测的必要性、可行性论证,中国月球探测的长期规划论证,第一期的科学目标与有效载荷配置论证,研制总要求的论证等。一直到2002年国家组织了立项的论证,2004年春节期间,温家宝总理批准我们国家的第一次月球探测方案,总经费14亿人民币,这14亿人民币就是我们北京市修两公里地铁的全部经费。我们的起步很晚但是起点一定要高,一定要坚持有特色、有创新,要突出重点,一定要紧密地结合国际的发展,又要结合自己的国情,做出中国人的特色来。

  我们中国的月球探测分为三个阶段,一个是无人的探月的阶段,第二是载人登月的阶段,第三是把月球作为基地,进行研究开发的阶段。

  第一个探月阶段,分三期实现。中国人从来没去过月球,你得全面地了解月球,所以我们就发射绕月探测卫星,全球性、整体性和综合性地探测月球。第二期是落月探测,发射着陆器与月球车,进行区域性的精细的就位探测与巡视探测到一个地方精确探测。第三期,要发射着陆器与月球车,进行区域性的精细的就位探测与巡视探测并采集样品然后返回地球。我们的总指挥栾恩杰说过,中国现在有能力把宇航员送到月球上去,但是只有单程票,回不来。美国的载人登月计划是2018年,今后十年内,全世界没有一个国家有能力实现载人登月。有些人很着急,但是科学要循序渐进。

  中国的“嫦娥1号”和日本的“月神号”月球探测卫星在今年发射,明年将发射美国的“月球探测轨道器”和印度的“月船一号”月球探测卫星。2010年美国的月球软着陆器发射,2012年中国将发射软着陆器和月球车。2006年4月21号,布什和胡锦涛主席会谈,他们一致认为两个国家在空间探测领域要合作,美国航天局的局长确实一年以前到中国谈判了,但是没有取得任何实质性进展。

  “嫦娥1号”月球探测卫星在科学上要做四件事情,要做一个全世界最好的月球表面立体地形图;探测14种元素的全月球分布,有的国家做了五种,我们力争做得好些;另外有一项工作别人还没做,要把全月球的土壤厚度测出来,研究土壤的特性,估算氦-3的资源量;,还有地球-月球空间40万公里以内的环境探测。现在所有的探测仪器都做好了,装上了卫星。嫦娥工程一共分五大系统,都整装待发,准备执行任务。

  嫦娥工程有几个难点,第一轨道很难设计,因为一个月只有一次零窗口的发射机会,而这一次当中又只有某个35分钟是合理的时间,也就是说一个月只有35分钟可以发射,若偏离零窗口的时间超过35分钟,调整到设计的标准轨道要消耗更多的燃料,科学家还是想办法克服了难度。

  第二个难点是三轴稳定。也就是太阳帆板要对准太阳,通信天线要对准地球,探测仪器要对准月球。但是,太阳、地球和月球一直在运动,相对位置一直在变化,这个难点也得到了解决。

  第三,38万公里太远了,测不准。我们过去有非常好的测控系统,但是毕竟有限,我们又加了一套系统,用了四个全国最大的射电望远镜,几个望远镜联合起来进行甚长基线干涉测量来测定卫星的位置,达到我们的目标。

  第四,几十万公里的信号传输下来衰减得很厉害,一定要有大功率的大天线接收数据。我们新建了一个直径50米的天线和一个直径40米的天线,用来接收科学数据,现在工作非常正常。我们把全部的数据要提交给全国的科学家,因为这是国家的项目,是纳税人的钱,我们已经组织59所高校,30个研究院所的专家们,成立了绕月探测科学应用专家委员会。全部探测数据,专家们要什么数据,只要我们有都提供,充分利用全部科学数据,做出高水平的研究成果。因为做出来的成果是中国的,是中华民族的,我坚信我们中国一定会作出突出的成就。去年温家宝总理还批示,要突破关键技术,严格对工程全过程管理,坚持质量第一,确保绕月飞行圆满成功。

  月球探测将为我们国家的科学创新、技术突破、经济发展繁荣提供新的机遇,也为人类的深空探测做出贡献。嫦娥工程得到了公众的支持和厚望,我们深受鼓舞,一定艰苦奋斗,竭尽全力工作,我们也希望专家学者和青年学子们,能够投入到探索宇宙的奥秘和嫦娥工程的行列中来,为人类社会的持续发展和美好前景,为中华民族的振兴和繁荣昌盛作出历史的贡献。谢谢。

  欧阳自远院士:中国的月球探测(一)

  欧阳自远院士:中国的月球探测(二)

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