中國(guó)探月工程現(xiàn)狀與展望——月球后續(xù)任務(wù)和科學(xué)問(wèn)題
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- 2020-07-03 15:36:48
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主要專家簡(jiǎn)介:
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【簡(jiǎn)介】
自實(shí)施探月工程以來(lái),我國(guó)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治及社會(huì)等等方面取得了非常重大的成績(jī)。技術(shù)上,提高了我國(guó)航空航天綜合能力,為探索廣大宇宙空間提供了寶貴的資料和經(jīng)驗(yàn);在經(jīng)濟(jì)上,探月工程體現(xiàn)了我國(guó)強(qiáng)大的綜合國(guó)力,而將探月工程中所取得的成就應(yīng)用于商業(yè)和資源勘探等領(lǐng)域,可以更好地促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展;政治上,提高我國(guó)的國(guó)際地位,為全人類的科學(xué)探索事業(yè)做出我們的貢獻(xiàn);社會(huì)上,提高了我國(guó)航天及國(guó)防領(lǐng)域的實(shí)力,提高國(guó)人的民族自信心和凝聚力。
我國(guó)探月工程“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略已接近完成,隨著嫦娥一號(hào)、嫦娥二號(hào)、嫦娥三號(hào)的相繼發(fā)射升空,任務(wù)圓滿完成,嫦娥四號(hào)任務(wù)經(jīng)過(guò)3年多的研制,預(yù)計(jì)2018年底前組織實(shí)施發(fā)射。嫦娥四號(hào)任務(wù)科學(xué)目標(biāo)先進(jìn),載荷配置合理,技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先,創(chuàng)新成果顯著,載荷研制的國(guó)際合作更加充分展示了我國(guó)和平利用太空,共享空間資源的大國(guó)風(fēng)范。本次沙龍就是介紹月球后續(xù)任務(wù)和科學(xué)問(wèn)題。
【主持人致辭】
龐紅勛:大家下午好,今天學(xué)術(shù)沙龍的主題是“月球后續(xù)任務(wù)和科學(xué)問(wèn)題”,主旨報(bào)告題目是《中國(guó)探月工程現(xiàn)狀與展望——月球后續(xù)任務(wù)和科學(xué)問(wèn)題》。報(bào)告專家是鄒永廖研究員,他是中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心副主任,中國(guó)科學(xué)院探月工程總體部副主任?,F(xiàn)在有請(qǐng)鄒永廖研究員作報(bào)告。
【主旨報(bào)告】
鄒永廖:中國(guó)探月工程現(xiàn)狀與展望—月球后續(xù)任務(wù)和科學(xué)問(wèn)題
1、中國(guó)探月工程現(xiàn)狀
2002年國(guó)務(wù)院發(fā)布航天白皮書中,包括了與探月相關(guān)的內(nèi)容,提出三大步,探、登、駐,其中探又分成繞、落、回,當(dāng)時(shí)安排了六次任務(wù)。登就是載人登月。駐就是未來(lái)要建月球村,有人居住。
三大步,第一步探、繞、落,回要在2020年前實(shí)現(xiàn),根據(jù)情況,按照火箭運(yùn)載能力發(fā)展,在2020年到2030年之前,中國(guó)不太可能推動(dòng)載人登月工程,這十多年怎么辦?過(guò)去幾年,在國(guó)防科工委的領(lǐng)導(dǎo)下組織了相關(guān)專家論證,在2020年之前完成繞、落、回這三個(gè)階段,從2015年開(kāi)始論證,密集論證主要是在2017年,提出在月球上建立一個(gè)初步型的月球科研基地。
嚴(yán)格意義上說(shuō),嫦娥一號(hào)到六號(hào),都屬于2020年前探階段的任務(wù),原來(lái)的規(guī)劃整個(gè)布局是,2004年到2020年實(shí)現(xiàn)探階段的繞、落、回,一共六次任務(wù),探階段結(jié)束后,在中國(guó)運(yùn)載火箭具備能力之前,大約在2035年以前,中國(guó)可能還會(huì)開(kāi)展在月球上建立月球的科研站,不載人的科研站和有人長(zhǎng)期值守的科研站。
2035年后,應(yīng)該建立月球基地,或者叫月球村為主戰(zhàn)場(chǎng)的時(shí)期,目前還沒(méi)組織論證規(guī)劃,只是一個(gè)遠(yuǎn)景。
探階段繞、落、回的布局,六次任務(wù),嫦娥一號(hào),國(guó)家正式起動(dòng)立項(xiàng)是2004年,當(dāng)時(shí)繞階段探月工程一期包括嫦娥一號(hào)、嫦娥二號(hào)。嫦娥一號(hào)成功后,變成了探月工程的先導(dǎo)星。嫦娥一號(hào)二號(hào)都是一個(gè)繞著月球的衛(wèi)星,探測(cè)月球,實(shí)現(xiàn)對(duì)月球整體性、全球性、綜合性的探測(cè)研究。第二期末,嫦娥三號(hào)、四號(hào),按照科工級(jí)的定位,圓滿成功。嫦娥四號(hào)同樣做適應(yīng)性改造,嫦娥五號(hào)本來(lái)是去年年底發(fā)射,由于火箭的原因,推遲兩年,明年年底發(fā)射,如果它成功,成功后繞、落、回圓滿結(jié)束,如果不成功,嫦娥六號(hào)馬上發(fā)射,如果成功,嫦娥六號(hào)作為繞、落、回的第四期任務(wù)。
嫦娥一號(hào)2007年10月24號(hào)發(fā)射成功,在軌運(yùn)期將近500天,受控撞月。對(duì)整個(gè)地面的地形地貌、物質(zhì)成分、構(gòu)造等等進(jìn)行總體性、綜合性的探測(cè)研究,搭載了八臺(tái)科學(xué)儀器,有相機(jī),獲取地形地貌,有分析物質(zhì)成分的,還有對(duì)液氧進(jìn)行測(cè)量的,也搭載了兩臺(tái)經(jīng)面空間的輻射環(huán)境探測(cè)儀,尤其是它獲取的對(duì)地形地貌的探測(cè)結(jié)果,120米分辨率。
嫦娥二號(hào),是嫦娥一號(hào)經(jīng)過(guò)適應(yīng)性改造,在2010年10月2號(hào)凌晨發(fā)射,因?yàn)槭谴罂茖W(xué)載荷,其它兩臺(tái)載荷取消了一臺(tái),另外一臺(tái)載荷,原來(lái)CCD相機(jī)改成面陣的相機(jī),分辨率從120米提升到7米。還有個(gè)重要的任務(wù),為嫦娥三號(hào)著陸區(qū)獲取地形地貌確保著陸的安全,嫦娥一號(hào)的軌道器還有不少的油,所以又飛往小行星,叫做(圖卡利斯),編號(hào)4179,獲得小行星形貌的科學(xué)數(shù)據(jù),嫦娥二號(hào)也取得了成功,我取名叫“再創(chuàng)輝煌”。
嫦娥三號(hào)是在2013年12月14著陸在月球的,是落的階段,包含了著陸器和行駛器。著陸后原來(lái)定位一百米,就是三百多米的前層結(jié)構(gòu)物質(zhì)特性。但是非常遺憾,第一個(gè)白天,著陸下去后,有些載荷開(kāi)機(jī)后,沒(méi)有正式進(jìn)行科學(xué)探測(cè),就剝?cè)铝恕5诙€(gè),只工作了不到八九天,由于出現(xiàn)了機(jī)械故障,走了很短的距離,路線記憶115米左右。盡管如此,我們?cè)虑蛏系乃呐_(tái)科學(xué)儀器,真正獲取了兩個(gè)科學(xué)結(jié)果,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的嫦娥一二三號(hào),在科學(xué)上的成就有:
1、突破了月球遙感和就位科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)的處理技術(shù),構(gòu)建了各類處理模型;
2、國(guó)際上首次實(shí)施月球微波遙感探測(cè),“微波月亮”填補(bǔ)國(guó)際空白,詮釋了月壤微波熱輻射特性,發(fā)現(xiàn)了月球微波熱輻射異常
3、識(shí)別了幾乎覆蓋全月面的元素、礦物并獲取了其分布,發(fā)現(xiàn)了一種新型的月球玄武巖;
4、獲取了全月面的不同分辨率的形貌影像圖,編制了部分區(qū)域的地質(zhì)圖,開(kāi)展了月球地質(zhì)構(gòu)造、撞擊坑的系統(tǒng)研究,獲取了一些新的認(rèn)識(shí);
5、刷新了月球外逸層H2O/OH的觀測(cè)記錄;
6、首次實(shí)施了月球雨海區(qū)(CE-3著陸巡視區(qū))雷達(dá)就位巡視探測(cè),發(fā)現(xiàn)并揭示了該區(qū)經(jīng)歷至少三次規(guī)模的火山作用的演化歷史
7、首次實(shí)施對(duì)圖塔蒂斯(Toutatis)小行星近距離成像探測(cè),發(fā)現(xiàn)該小行星表面撞擊坑分布上存在雙瓣差異,并揭示了其成因機(jī)理;
8、首次實(shí)施在月面上近紫外光學(xué)巡天觀測(cè),在密近雙星觀測(cè)與研究上,發(fā)現(xiàn)“由物質(zhì)交流形成的半相接雙星”等系列成果;
9、首次實(shí)施月基對(duì)地球等離子體層極紫外成像觀測(cè)和研究,分析并確認(rèn)了地球等離子體層的尺度與地磁活動(dòng)強(qiáng)度反相關(guān);
嫦娥四號(hào)論證了將近兩年,最后著陸在月球的背面??吓璧亍S捎谒钠降刈饔?,此環(huán)境非常干凈,開(kāi)展甚低頻探測(cè)非常好。第二,根據(jù)太陽(yáng)學(xué)院國(guó)內(nèi)相關(guān)專家的論證,在著陸和探測(cè)期間,太陽(yáng)理論上屬于低峰延,所以獲取的數(shù)據(jù)有限。但不管怎樣,在國(guó)際上是首創(chuàng)。
預(yù)計(jì)2019年底將實(shí)施嫦娥五號(hào)任務(wù),實(shí)現(xiàn)月球自動(dòng)采樣返回;開(kāi)展月球樣品研究,深化月球成因和演化歷史的研究。
2、國(guó)際月球探測(cè)態(tài)勢(shì)
2018年1月國(guó)際空間探索協(xié)調(diào)小組(ISECG)發(fā)布的第三版路線圖仍然沿用了“近地軌道-地月空間-載人飛往火星”的深空探測(cè)發(fā)展思路。
從ISECG公布的世界主要航天機(jī)構(gòu)2025年前空間探測(cè)任務(wù)規(guī)劃來(lái)看,月球近期仍然是人類深空探測(cè)關(guān)注的重點(diǎn);載人任務(wù)則主要進(jìn)行月球軌道空間站的建設(shè)。
2025年前,美國(guó)、俄羅斯、歐空局、中國(guó)、日本、印度等均有開(kāi)展無(wú)人月球探測(cè)的計(jì)劃;月球探測(cè)以著陸探測(cè)為主,規(guī)劃任務(wù)中近80%的任務(wù)會(huì)著陸月面——月球科研站、基地。
月球仍然是世界主要航天組織深空探測(cè)的主要關(guān)注點(diǎn)。人類在經(jīng)歷了陸地、海洋、地球空間的發(fā)展之后,必將把目光投向更遠(yuǎn)的月球。月球科學(xué)研究對(duì)推動(dòng)空間科學(xué)發(fā)展有重要作用;月球資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。
月球南極已成為探測(cè)的熱點(diǎn)區(qū)域。月球南極具有獨(dú)特的地理位置、深遠(yuǎn)的科學(xué)探測(cè)意義和豐富的資源價(jià)值,世界主要航天國(guó)家已將月球探測(cè)的重點(diǎn)目標(biāo)聚焦南極區(qū)域。
模式多樣,國(guó)際合作成為重要趨勢(shì)。世界主要航天國(guó)家呈現(xiàn)出國(guó)家投入、政企聯(lián)合、私企自主等多種運(yùn)營(yíng)模式;由于探測(cè)技術(shù)難度大、風(fēng)險(xiǎn)高、投入大,各國(guó)均積極謀求國(guó)際合作,開(kāi)展聯(lián)合探測(cè)。
3、我國(guó)后續(xù)月球探測(cè)任務(wù)展望
科研站由若干探測(cè)器組成,可維護(hù)、可擴(kuò)展,具備長(zhǎng)期自主運(yùn)行、短期有人參與的能力,持續(xù)開(kāi)展月球科學(xué)研究、技術(shù)驗(yàn)證和資源開(kāi)發(fā)利用。是個(gè)大合作集成,規(guī)劃建立時(shí)間是2021至2035年。主要任務(wù)是建立能源長(zhǎng)期供給、自主運(yùn)行無(wú)人值守的月面基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)展以機(jī)器人為主的科學(xué)研究和技術(shù)試驗(yàn)。
選在南極,五大突出的科學(xué)價(jià)值:
1、處女地
2、水冰和揮發(fā)性組份
3、深部物質(zhì)
4、最古老區(qū)域/磁場(chǎng)等環(huán)境
5、撞擊歷史
科學(xué)目標(biāo)/價(jià)值:
1)月球水和揮發(fā)分的分布和來(lái)源:月球水和揮發(fā)分的分布和來(lái)源是國(guó)際月球探測(cè)的熱點(diǎn),也是月球科學(xué)亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,與月球起源、巖漿洋演化、后期物質(zhì)加入等重大科學(xué)問(wèn)題直接相關(guān);月球的水同時(shí)也是未來(lái)月球基地、載人探月活動(dòng)的重要戰(zhàn)略資源。
2)月球深部物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu):是行星科學(xué)最基本的問(wèn)題,并與其起源、演化、巖漿洋、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、“發(fā)電機(jī)”等重大科學(xué)問(wèn)題密切相關(guān)。
3)月球早期(46-39億年)的撞擊歷史:小天體撞擊是太陽(yáng)系早期普遍和重要的事件,特別是太陽(yáng)系內(nèi)行星早期撞擊痕跡的“消失”,大大約束了我們對(duì)太陽(yáng)系早期的撞擊歷史、內(nèi)行星地質(zhì)演化過(guò)程和歷史的認(rèn)知,而月球南極-艾肯盆地直徑2500千米、深12千米,是最大、最深、最古老的撞擊坑,是研究這段“過(guò)程”、這段“歷史”的最佳選擇。
4)月球和太陽(yáng)風(fēng)相互作用:由于月球沒(méi)有內(nèi)稟磁場(chǎng),僅有月表零星的磁異常區(qū)域存在,太陽(yáng)風(fēng)或磁尾等離子體可直接轟擊到月球表面,月球80%的時(shí)間暴露于太陽(yáng)風(fēng)的轟擊。
應(yīng)用目標(biāo)/價(jià)值:
5)月球資源:地外資源的開(kāi)發(fā)和利用是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的系統(tǒng)工程,具有前瞻性和長(zhǎng)期性等特點(diǎn),需要整體謀劃和超前布局,因此,先行的一些資源就位利用的試驗(yàn)性工作顯得極為必要。
6)月基天文觀測(cè)研究
核心問(wèn)題是:天體物理學(xué):極高分辨率的致密天體精細(xì)結(jié)構(gòu),探索與黑洞相關(guān)性;開(kāi)展活動(dòng)星系核結(jié)構(gòu)及其核區(qū)亮溫度的研究,探究
7)月基宏觀地球觀測(cè)研究
8)月基基礎(chǔ)科學(xué)試驗(yàn)研究
結(jié)束語(yǔ):如果說(shuō)探月史是一面鏡子,我更希望她是一把尺子、一把鞭子,用來(lái)“度量”和“鞭策”今天的我們和明天我們的后來(lái)者…也許,有一天…嬉戲月球村前景,笑問(wèn)嫦娥寂寞心?
【討論與交流】
龐紅勛:我們?cè)瓉?lái)沙龍主題是對(duì)嫦娥四號(hào)進(jìn)行探討,今天鄒主任的報(bào)告,更加全面地對(duì)探月工程任務(wù)進(jìn)行了介紹,下面我們圍繞鄒主任的報(bào)告,進(jìn)行一下交流,大家踴躍提問(wèn)題,談想法。
張玉涵:很高興,鄒主任給我們上了這么好的一堂課,使我對(duì)我國(guó)探月工程有了比較系統(tǒng)的了解。我想提兩個(gè)問(wèn)題。
一個(gè)是剛才講到嫦娥四號(hào),登月點(diǎn)選的是月球的對(duì)面,大家知道,嫦娥三號(hào)我們是在正面,今后到2035年以后建立月球站,我們選擇的是月球的南極地區(qū),??吓璧?。美國(guó)阿波羅登月,選擇了十幾次登月,都是比較固定的登陸區(qū)域,有利于經(jīng)驗(yàn)的積累或者研究。我們對(duì)月球所瞄準(zhǔn)的這個(gè)點(diǎn),這么分散,前后差了這么遠(yuǎn),是從什么角度考慮的?第二個(gè)問(wèn)題,探月小行星,是嫦娥二號(hào)發(fā)射以后提出來(lái)的,因此網(wǎng)上有人說(shuō)是操作失誤,本來(lái)是要再撞擊一次月球,沒(méi)有撞成,這種小道消息是真是假,外行人很難搞清楚。我們?cè)谧际歉憧茖W(xué)的,是可以探討的。
鄒永廖:第一個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家希望最好集中一個(gè)點(diǎn)把一個(gè)區(qū)域搞透一點(diǎn),但是對(duì)工程技術(shù)專家來(lái)說(shuō),因?yàn)橐龊芏嗉夹g(shù)的發(fā)展及驗(yàn)證,更希望挑戰(zhàn)。在月球正面著陸,很平坦。要么著陸在月球的南極區(qū),要么著陸在背面,如果著陸在背面失敗了,不丟人。這是真實(shí)的想法。當(dāng)然,反過(guò)來(lái),著陸在月球背面,??吓璧刂虚g,確實(shí)有它的科學(xué)價(jià)值,毫無(wú)異議。所以是迭代進(jìn)行,什么叫科學(xué)目標(biāo)?科學(xué)目標(biāo)是技術(shù)可實(shí)現(xiàn)下的好的科學(xué)設(shè)想,如果技術(shù)不可實(shí)現(xiàn),在中國(guó)固有體制論證的時(shí)候,是有爭(zhēng)論的。當(dāng)然在論證過(guò)程中,科學(xué)家有話語(yǔ)權(quán),但他的決策權(quán)沒(méi)有那么大。
嫦娥二號(hào),絕對(duì)不是操作失誤,為了能保證平臺(tái)成功,軌道修正設(shè)計(jì)兩三次,最后很成功,修正了一次。完成了既定的科學(xué)任務(wù)后,發(fā)現(xiàn)還剩余很多燃料,可以做很多工作,在嫦娥二號(hào)發(fā)射大概十多個(gè)月,就布置對(duì)小行星進(jìn)行觀測(cè),在地面上監(jiān)測(cè)。不是操作失誤。
張玉涵:中國(guó)的科學(xué)衛(wèi)星,到底是科學(xué)家說(shuō)了算還是工程師說(shuō)了算?恐怕是值得我們上下考慮的問(wèn)題。
鄒永廖:我從90年代開(kāi)始參加探月工程論證,我認(rèn)為過(guò)去十幾年科學(xué)家的話語(yǔ)權(quán)越來(lái)越重。并不是說(shuō)航天專家說(shuō)得沒(méi)道理。因?yàn)榭茖W(xué)家有時(shí)候,確實(shí)沒(méi)太考慮技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性的時(shí)候,提出一些科學(xué)設(shè)想,技術(shù)上實(shí)現(xiàn)不了的,從這點(diǎn)上,應(yīng)該是從迭代的論證過(guò)程中,不能說(shuō)是一概否定他們。
楊俊文:今天這個(gè)報(bào)告很好,報(bào)告了過(guò)去的情況和將來(lái)的想法,而且有很宏大的規(guī)劃。我要提兩個(gè)問(wèn)題,第一個(gè)問(wèn)題,要建立科學(xué)站,建立月球基地,計(jì)劃放多少火箭,可以建立科學(xué)站,可以建立起基地?
第二個(gè)問(wèn)題,要在月球上活動(dòng),第一要有水,現(xiàn)在是計(jì)劃里面有探測(cè)了。第二要有人員,這個(gè)好像也有氦3,是不是解決能源問(wèn)題。還有溫度沒(méi)有辦法,溫度更高啊,是不是兩個(gè)極區(qū)的溫度,適合于建立基地?
在美國(guó),著陸后,從月球上,帶回地表東西回地球。我們好像在2019年要回收一些取樣的東西,在明年能不能夠考慮,比如說(shuō)開(kāi)發(fā)氦3氦4,有沒(méi)有可能回收一些研究的東西回來(lái)?
鄒永廖:我來(lái)簡(jiǎn)要的回答一些??蒲姓荆嗌俅稳蝿?wù)才能實(shí)現(xiàn)?這就是目前科研站要定義規(guī)模,如果是僅僅定義幾個(gè)功能塊放在那里,構(gòu)成相互作用,也稱之為初步的、小型的,也許三次任務(wù)放上去,工程快,我也可以說(shuō)是初步型的科研站。如果真正月球站很大的話,沒(méi)法回答。
中國(guó)2035年的科研站,大概四到五次任務(wù),國(guó)家沒(méi)有真正批準(zhǔn)立項(xiàng),四到五次任務(wù),實(shí)現(xiàn)初步型的科研站。
第二個(gè),有沒(méi)有科學(xué)派,在整個(gè)論證過(guò)程中,航科級(jí)的專家比科學(xué)家多得多,這些論證,實(shí)施方案只是很小部分內(nèi)容,航科級(jí)專家遠(yuǎn)遠(yuǎn)多與科學(xué)家的人數(shù)。
第二,在南極選擇科研站,僅僅是科學(xué)上的價(jià)值,工程上的主要原因,我試著回答。第一,在月球南極和北極區(qū),光照的時(shí)間非常長(zhǎng),如果越靠近,快到90度的時(shí)候,長(zhǎng)年累月的光照,溫度變化小了。那時(shí)候照的,溫度白天低多了,晚上照的時(shí)間很長(zhǎng),這個(gè)時(shí)候能源控制就大大緩解了各種著陸器、探測(cè)器供應(yīng)的問(wèn)題,所以放在南極或者北極,主要是能源供應(yīng)的問(wèn)題。
如果在赤道,白天溫度很高,大概120度左右,晚上非常低,負(fù)150度、160度,相差快300度。所以在南北極最重要的一點(diǎn),就是能源供應(yīng)。關(guān)于水和能源的問(wèn)題,理論上來(lái)說(shuō),如果最終大規(guī)模開(kāi)采,才能實(shí)現(xiàn)所謂水和能源供應(yīng),開(kāi)始科研站,主要是實(shí)驗(yàn)性驗(yàn)證未來(lái)的,真正建立科學(xué)基地的時(shí)候,這些資源是否可以利用?在2035年前的科研站,僅僅是做試驗(yàn),不可能大規(guī)模的開(kāi)采利用,包括運(yùn)回來(lái)也不可能,運(yùn)費(fèi)很貴,除非以后到月球像坐飛機(jī)那么便宜。
中國(guó)返回樣品,有長(zhǎng)期的,有中期的,對(duì)它能源、稀有氣體等等,可以開(kāi)展相關(guān)的研究。
張新民:嫦娥四號(hào)在對(duì)面,嫦娥五號(hào)是月面,怎么考慮的?月背和月面,有區(qū)別嗎?
鄒永廖:理論上可以這么說(shuō),首先樣品不同,再?gòu)募夹g(shù)難度試著回答。不同區(qū)域采的樣,當(dāng)然不一樣,月球背面采回來(lái)的樣品,是否真實(shí)和阿波羅六次采回來(lái),三次一共九次采回來(lái)的一樣?或者有多大差別?因?yàn)槲覀兙糯尾苫貋?lái)阿波羅,美國(guó)六次,前蘇聯(lián)三次,發(fā)現(xiàn)了六種新礦物,等等,月球背面采回來(lái),不一樣的話,也許有新發(fā)現(xiàn),從這點(diǎn)不一樣。但技術(shù)上有什么?理論上,目前都可以實(shí)現(xiàn)。但是月球背面只能從中級(jí)操控,難度肯定難得多。我們?nèi)魏我粋€(gè)探測(cè)器,首先看得見(jiàn),控得住,測(cè)得準(zhǔn)才控得住,確實(shí)是,包括很多在座各位都是這方面的大專家了,我相信不言而喻,理論都可以實(shí)現(xiàn),因?yàn)樵虑蛞彩侵懴氯?,在月面要發(fā)射,在月球軌道對(duì)接,對(duì)接再回來(lái),在月球背面來(lái)說(shuō),我認(rèn)為也能實(shí)現(xiàn),但只是難度不一樣。
陳斯文:這個(gè)月球,現(xiàn)在一般認(rèn)為是由于小行星的撞擊和地球分離出去,如果真是這樣的話,月球現(xiàn)在當(dāng)然采的樣比較少,可以做些研究,它在出去的這一部分的這個(gè)延時(shí),和地球的延時(shí)有什么差異?是不是地球某一部分出去的?是不是可以做這個(gè)研究?因?yàn)榈厍虻降资悄囊徊糠?,是太平洋還是大西洋被撞出去的還是哪里?是不是有相同的地方?
第二個(gè),我們做天文觀測(cè)的話,經(jīng)常講測(cè)日食,就是太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球的影響,被月球擋住以后,太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球的影響就改變了,所以這方面的研究,日食觀測(cè),每次有日全食的時(shí)候,天文學(xué)家包括其他的學(xué)者們特別感興趣,我覺(jué)得是不是可以做地食,地球擋住太陽(yáng)后,因?yàn)榈厍蛴写艑?,所以有磁?chǎng)影響,沒(méi)有磁場(chǎng)的影響下,觀測(cè)到太陽(yáng)風(fēng)的情況有什么變化?可以進(jìn)行比較。
鄒永廖:您這個(gè)想法太正確了。我們當(dāng)時(shí)確實(shí)想在嫦娥三號(hào)做這塊工作,但是剛才說(shuō)了,很遺憾,我們當(dāng)時(shí)有個(gè)時(shí)間段,被屏蔽,想做,獲取它的屏蔽的情況。很遺憾,日控的相機(jī)當(dāng)時(shí)出了問(wèn)題,等日食的時(shí)候,不能工作了,想做沒(méi)做成。
關(guān)于月球成因,非常簡(jiǎn)要說(shuō),做過(guò)很多對(duì)比,這個(gè)是模型演化成因的過(guò)程,到底哪部分撞擊的時(shí)候。從早期的,到最后大部分科學(xué)家認(rèn)為,最后現(xiàn)在說(shuō)這個(gè)成分上是一個(gè)動(dòng)量,包括腳動(dòng)量,包括月球離地球越來(lái)越遠(yuǎn),每年四公分等等,成分是很重要的因素,但腳動(dòng)量等等。
目前來(lái)說(shuō),因?yàn)樽矒趔w,大多說(shuō)的,混融在一起,從目前看,月球成分和地球,地球的演變也非常大,大家也清楚,地球演化程度非常高,現(xiàn)在的地殼和早期的地殼,從動(dòng)能來(lái)說(shuō),當(dāng)時(shí)撞擊,正對(duì)著撞擊還是斜著撞擊,撞擊到什么程度,更多是計(jì)算機(jī)專家和天文學(xué)家一塊設(shè)計(jì)出來(lái)的。最后從各種成分來(lái)比較,目前不知道,只是一部分,但主要是月漫物質(zhì),或者月殼深度物質(zhì),和地殼深度物質(zhì)差不多。但撞擊來(lái)說(shuō),也是40億年左右,那個(gè)時(shí)候地球演化沒(méi)演化這么徹底,所以撞擊的時(shí)候,可能是剛剛,物質(zhì)爭(zhēng)分也很混沌,如果成分不相似的話,理論首先被否定。當(dāng)然有差異,差異有個(gè)火星大小的撞擊地球的原因,因?yàn)槭且粋€(gè)綜合評(píng)判。
陳斯文:還有一個(gè)問(wèn)題,撞擊以后,現(xiàn)在能不能在月面的巖石,撞擊后的溫度,當(dāng)時(shí)撞擊的溫度,能不能反演回去?40多億年前,撞擊地球,是不是磁場(chǎng),那時(shí)候是不是形成了我們的結(jié)果?如果撞擊后溫度很高,如果月球和地球一樣,可能有磁場(chǎng),可能把磁場(chǎng)就給退掉了,這個(gè)方面是有人在研究嗎?
鄒永廖:有,這里面很深的問(wèn)題,涉及了幾大問(wèn)題,第一,月球樣品是有滲磁,正因?yàn)橛袧B磁,所以有全球內(nèi)容磁場(chǎng),這方面研究的人還不少呢。
第二,當(dāng)時(shí)地球物質(zhì)怎么撞擊不知道,而且這部分都是容器化,都完全混在一起了,到時(shí)候你說(shuō)現(xiàn)在的月球的,月球這些溫度,退磁,你說(shuō)得非常準(zhǔn)確,就是說(shuō),那時(shí)候弄不好地球還沒(méi)有磁場(chǎng)呢,因?yàn)榈厍蛑鸩街鸩窖莼?,有外核,體面是液體狀態(tài)才形成的,現(xiàn)在有保護(hù)地球的全球性資產(chǎn)?,F(xiàn)在理論46億年,那個(gè)時(shí)候是否已經(jīng)形成了內(nèi)核外核?現(xiàn)在也很難說(shuō),所以有人研究,但是呢?現(xiàn)在一些學(xué)科研究啊,專得很厲害,但某一個(gè)零零碎碎文章,確實(shí)很難說(shuō)這個(gè)是月球,是否經(jīng)過(guò)全球性的內(nèi)比磁層?正因?yàn)橛?,所以可能很短時(shí)間,有些物理學(xué)家推導(dǎo),月球的全球性磁場(chǎng),可能延續(xù)了上億年,是不是這樣?不知道。
張新民:在月球上建立基站,一個(gè)目標(biāo)是實(shí)驗(yàn),一個(gè)目標(biāo)是察地。我覺(jué)得察地更有意義,更有使用價(jià)值,對(duì)于現(xiàn)在的發(fā)展來(lái)說(shuō),就是論證這個(gè)目標(biāo)的時(shí)候,是否考慮到先以察地為主?
鄒永廖:您說(shuō)得太對(duì)了,在論證過(guò)程中,天文學(xué)家希望觀天,空間物理學(xué)家、地球物理學(xué)家希望看地。但是,從我們科研戰(zhàn)略設(shè)置的科學(xué)目標(biāo),對(duì)地的項(xiàng)目比較多,但是反過(guò)來(lái),對(duì)地的項(xiàng)目,科學(xué)載荷太龐大、太重,目前的平臺(tái),有時(shí)候很難實(shí)現(xiàn),所以只能個(gè)別的,動(dòng)不動(dòng)有時(shí)候,有太陽(yáng)學(xué)家也希望上,要一千公斤,兩千公斤的東西,所以承受不了。技術(shù)可實(shí)現(xiàn)下的一個(gè)好的科學(xué)思想,才能成為真正的科學(xué)探測(cè)目標(biāo)。在我們科學(xué)論證,對(duì)地球觀測(cè),只能是宏觀,成像的話,一次性成像。
何遠(yuǎn)光:2020到2035年,剛才講了,這15年,我們只干一件事兒,就是建月球站,是不是這個(gè)進(jìn)度很慢???我們前十年,2010到2020,10年的時(shí)間,完成了三個(gè),做成了繞、落、回。我們后15年只辦一件事兒,是不是有點(diǎn)慢?如果慢,是技術(shù)問(wèn)題,還是我們科研重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移問(wèn)題?
鄒永廖:這里面既有技術(shù),更多是經(jīng)費(fèi),財(cái)政部門沒(méi)那么多錢,還有人,一次任務(wù)人員很多,還有周期。美國(guó)要載人的話,它也要十年才能實(shí)現(xiàn)。
張玉涵:是不是還有一個(gè)其他的影響因素?
鄒永廖:嫦娥一號(hào)2007年發(fā)射成功了,很快組織了論證,當(dāng)時(shí)各方面論證,我們用嫦娥一號(hào),直接發(fā)生到火星去。事實(shí)上是可以。2007年,稍微改造了,2009年發(fā)射,論證基礎(chǔ)上,在某些層面,勉強(qiáng)可以實(shí)現(xiàn)。但最后沒(méi)有,您說(shuō)得是有道理,但也不絕對(duì)是正確的。我是全程參與了,開(kāi)始有個(gè)老師也說(shuō)過(guò),1994年的論證怎么回事?我當(dāng)時(shí)不太好回答,因?yàn)楫?dāng)時(shí)報(bào)上去的時(shí)候,李總理,包括朱镕基當(dāng)總理的時(shí)候,你現(xiàn)在把月球搬下來(lái),我沒(méi)精力給你開(kāi)發(fā),但當(dāng)朱熔基總理下來(lái)前,應(yīng)該要開(kāi)展了,所以溫家寶上任第一年就開(kāi)展了探月工程,老領(lǐng)導(dǎo)老專家也都清楚。
何遠(yuǎn)光:深空的運(yùn)載是不是沒(méi)解決?
鄒永廖:深空運(yùn)載沒(méi)有什么問(wèn)題,小一點(diǎn)也可以,只是慢一點(diǎn)。運(yùn)載,可以小衛(wèi)星,小探測(cè)器,也可以大探測(cè)器,這不一樣,根據(jù)任務(wù)需求。但是載人需要大運(yùn)載,目前不具備載人月球到火星,所以慢慢完成,運(yùn)載能力是有關(guān)的。
常德章:大約是在1944年的時(shí)候,一個(gè)荷蘭的科學(xué)家,發(fā)現(xiàn)了氫是原子核外頭有一個(gè)電子,這個(gè)電子可以正轉(zhuǎn)也可以負(fù)轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)和負(fù)轉(zhuǎn)交換的時(shí)候,產(chǎn)生1.42G的波長(zhǎng)輻射,大約在137億年前地球大爆炸的時(shí)候,地球上充滿了氫,那個(gè)時(shí)候爆炸的話,氫原子已經(jīng)充滿了整個(gè)宇宙,根據(jù)荷蘭科學(xué)家推算,他的想法已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了,全世界的科學(xué)家認(rèn)同這樣的一個(gè)對(duì)象。
這樣就衍生了對(duì)宇宙的起源和宇宙的探測(cè),用天文的辦法進(jìn)行觀測(cè)的很重要手段,天文臺(tái)對(duì)這個(gè)事情非常關(guān)心,所以在嫦娥四號(hào)發(fā)射的時(shí)候,有空間中心和哈工大,發(fā)射了兩科很小的小衛(wèi)星,上面放了長(zhǎng)波的探測(cè),所謂長(zhǎng)波,在地球上叫做短波,大約是30兆這個(gè)范圍之內(nèi)。
那為什么要把它放在天上觀測(cè)?因?yàn)槲覀冎赖厍蛏希?0兆到30兆頻率,充滿了整個(gè)空間,沒(méi)有一塊干凈的地方,傳播的滲透力很強(qiáng),所以找干凈的地方無(wú)法實(shí)現(xiàn)觀測(cè),天文學(xué)家,要想在地面上,來(lái)探測(cè)到宇宙的起源,幾乎是不可能的,就是說(shuō)137億年,那個(gè)時(shí)候的氫的原子核,輻射的1.43G的信號(hào),21波長(zhǎng)的信號(hào),傳播到現(xiàn)在,正好平均在1兆或30兆之間,我們探測(cè)到起源的那些信號(hào)
剛才鄒主任講,探月后續(xù)的很多任務(wù),還有很多空間發(fā)射的這些機(jī)會(huì),希望加強(qiáng)各方面的合作。
桂文莊:今天這個(gè)會(huì)開(kāi)得非常好,今天聽(tīng)了鄒主任做了這樣的全面的報(bào)告,對(duì)我國(guó)的探月工程的情況,有個(gè)比較全面的了解,對(duì)我也是開(kāi)眼界的事兒。
我感覺(jué)到嫦娥工程是我國(guó)的一項(xiàng),應(yīng)該說(shuō)歷史上的一項(xiàng)偉大工程,很了不起,這個(gè)工程呢,是我們科學(xué)院科學(xué)家倡導(dǎo),最后得到國(guó)家的支持,才成立這樣的項(xiàng)目。
那么這樣的工程,我們科學(xué)院干什么?說(shuō)實(shí)話,剛才鄒主任多次講到,這里頭專家都是航天界的,這是歷史的過(guò)程。整個(gè)的這個(gè)工程呢,當(dāng)然我們科學(xué)家希望有完成我們科學(xué)的目標(biāo),我們有很多很多的想法,但科學(xué)目標(biāo)受制于科學(xué)發(fā)展的限制,所以鄒主任講了好幾次,我們科學(xué)目標(biāo)必須在技術(shù)可行的條件下才能實(shí)現(xiàn)。
這個(gè)項(xiàng)目不僅帶動(dòng)了科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),也帶動(dòng)了工程的發(fā)展,所以意義不光是科學(xué)的意義,對(duì)技術(shù)發(fā)展也有巨大的意義,對(duì)我們國(guó)力的增強(qiáng),對(duì)我國(guó)在整個(gè)世界上的影響都是非常重要的事情。所以這樣權(quán)衡起來(lái),咱們?cè)谶^(guò)去歷史的過(guò)程中,科學(xué)家發(fā)了很大的作用,有時(shí)候有點(diǎn)埋怨,實(shí)際上我覺(jué)得是大家共同努力的事情。
由于技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題更多更具體,你科學(xué)院目標(biāo)提出來(lái)了,最后怎么實(shí)現(xiàn)?還是技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)?所以技術(shù)目標(biāo)更具體,技術(shù)專家參加討論,毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該是更多的,所以我覺(jué)得這都不奇怪。
鄒主任也談到了這樣的一個(gè)想法,我們科學(xué)家的話語(yǔ)權(quán)要更多一點(diǎn),應(yīng)該有更多的經(jīng)費(fèi),比較穩(wěn)定和持續(xù)的經(jīng)費(fèi)支持,我覺(jué)得這些意見(jiàn)都是對(duì)的。而且隨著我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,我們的技術(shù)的發(fā)展,這個(gè)資金也越來(lái)越雄厚的情況下,確實(shí)應(yīng)該逐步的改變過(guò)去科學(xué)家沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)或者話語(yǔ)權(quán)很少的狀態(tài),應(yīng)該更多的參與,特別是在航天空間科學(xué)的經(jīng)費(fèi)和渠道的支持上,我們應(yīng)該大力的呼吁。
以前只有工程的經(jīng)費(fèi),工作指導(dǎo),咱們所有的工程,都是只有工程的經(jīng)費(fèi),沒(méi)有科研的經(jīng)費(fèi)。包括什么大科學(xué)工程,對(duì)撞機(jī)什么的都是這樣的,工程建起來(lái)了,剩下的科研經(jīng)費(fèi)你得去找啊。
我覺(jué)得過(guò)去經(jīng)費(fèi)不好找的原因還是國(guó)家頂層缺少一盤棋,現(xiàn)在我們空間科學(xué)任務(wù),也應(yīng)該國(guó)家從頂層來(lái)支持,但怎么頂層支持?誰(shuí)來(lái)當(dāng)頂層?科技部也是領(lǐng)頭參與的一部分。我覺(jué)得怎么辦?這個(gè)事情啊,體制的問(wèn)題,改革也是個(gè)過(guò)程,我覺(jué)得將來(lái)一定會(huì)解決的。
另外,空間中心現(xiàn)在改名為國(guó)家空間科學(xué)中心,我覺(jué)得絕不是改一個(gè)好聽(tīng)的名字,而是你承擔(dān)了對(duì)國(guó)家空間科學(xué)發(fā)展的更大責(zé)任,因此,空間中心也應(yīng)該去組織各方面的專家來(lái)討論、來(lái)提出我們空間科學(xué)發(fā)展的計(jì)劃,然后給國(guó)家提出可行性的建議,爭(zhēng)取能夠整合各個(gè)方面的這個(gè)經(jīng)費(fèi)渠道,來(lái)支持空間科學(xué)發(fā)展??臻g中心要名副其實(shí)地把全院的力量甚至全國(guó)的力量整合起來(lái),發(fā)展空間科學(xué)。
龐紅勛:由于時(shí)間的關(guān)系,今天的沙龍說(shuō)到這里,謝謝在家。