http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2006-07-23
图为中国登月计划首席科学家欧阳自远,7月21日下午在北京友谊宾馆做科普报告。图片来源:中国网
中科院院士、中国登月计划首席科学家欧阳自远7月21日下午在北京友谊宾馆做科普报告,中国网进行现场直播,以下是直播实录:
欧阳自远简介:
天体化学与地球化学家。原籍江西上饶,生于江西吉安。1956年毕业于北京地质学院。1961年中国科学院地质研究所研究生毕业。中国科学院地球化学研究所研究员。负责我国地下核试验地质综合研究,系统开展各类地外物质(陨石、宇宙尘、月岩)、比较行星学、天体化学与地球化学的研究。建立了铁陨石成因假说,吉林陨石的形成演化模式与多阶段宇宙线照射历史的理论;提出地球多阶段转变能的新的演化模式,地质体中宇宙尘的判断标志;补充并发展了太阳星云化学不均一性模式与理论;论证中国K/T界面撞击事件,提出并证实新生代以来6次巨型撞击诱发地球气候环境灾变的观点;论证组成地球原始物质的不均一性、地球两阶段形成与多阶段演化及对成矿与构造格局的制约,提出地球与类地行星的非均一组成与非均变演化的理论框架。近年来,积极参与并指导了中国月球探测的短期目标与长远规划的制订,是中国月球探测计划的首席科学家。
1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。
[主持人]:
各位来宾、各位老师、各位同学,下午好!今天我们非常有幸邀请到了中国“嫦娥工程”首席科学家欧阳自远院士,给我们做《中国探月工程》的科普报道。
欧阳先生非常忙,大家知道,中国的“嫦娥一号”卫星正在研制过程中,有大量的工作现在都在进行当中,我们的“嫦娥卫星”也预计在明年发射升空。欧阳自远院士长期以来从事空间科学的研究,特别是在对陨石的研究上有非常杰出的建树。从八十年代末期到九十年代,欧阳自远开始观测月球探测,九十年代末期的时候提出了我们国家的月球探测计划,经过多年努力,这个计划终于得到了国家的批准,于2004年立项,也就是嫦娥一号卫星。这个卫星现在正在紧张地研制过程中,正在进行最后飞行样机阶段的研制。今天我们特别邀请到了欧阳自远先生在百忙之中来给我们做报告。
下面让我们以热烈的掌声欢迎欧阳自远院士给大家做报告。
[欧阳自远]:
首先非常感谢主席先生的介绍,我也非常感谢COSPAR给我一个机会,来向大家介绍有关人类相关的空间活动,以及我们中国的月球探测。我可能要费比较多的时间来介绍一下相关的背景,然后再说明一下我们中国的月球探测怎么做,为什么要这样做。
因为我们该做的事情太多了,我们国家还是一个发展中国家,我们要全面建设小康社会,西部大开发,东北要振兴,东部要崛起,我们的任务非常艰巨,地球上的事情都干不完,为什么要跑到月亮上做?该做什么?有什么重大的意义?我很想把自己的认识跟大家做一个交流。但我不得不先简短地介绍一下人类空间探测活动的最粗略的概况,然后说为什么要做月球探测。
我的演讲主要分两部分,概略介绍一下人类空间探测活动,然后再说明一下月球探测的进展与我国的月球探测。(图)这是在宇宙中拍到的地球的照片,这是最漂亮的、最生机勃勃的,而且在这个星球上繁衍着各种各样的物种,同时出现了高度智慧发展的人类,而建立了高度文明的社会。就我们现在所有的知识理解到,整个宇宙当中,大概只有地球具有这种特殊的特点。
大家知道,我们的地球形成已经46亿年了,在这46亿年漫长的发展过程当中,大约在38亿年时我们的地球上就已经诞生了生命,而生命最早是非常微小和微弱的,主要是在海洋里。在海洋里经过漫长的演化过程,逐步进展到了陆地,繁衍成各种各样的物种。大约在三四百万年以前,我们的地球上出现了人类,由最原始的人类进一步发展到现代,从而把我们的地球建设成为具有高度文明和智慧的特殊的星球。
人类自从在陆地上繁衍以后,扩大自己的视野,了解周围的世界,大概花了很长很长的时间。然后人类发展了巨大的航海事业,认识到周边的海洋。但是,人类仍然不满足于这一点,还要向更遥远的空间进行探索,所以发展了我们现在的先进的航空事业。人类希望能了解更遥远的空间,这也是为了拓展生存与发展的空间,是我们人类社会科技、经济发展的需求,也是人类无限求索精神的激励。所以,除了航海、航空事业以外,人类向更遥远的空间进军。
人类的空间活动大约有三个部分:第一是卫星,就是以地球为中心的航天活动,大约已经发射了5700多个航天器,中国的贡献是1%,现今在空间运行的卫星大概有将近800枚,美国占了一半以上。大家都清楚,各种各样的气象卫星,各种通讯卫星,各种资源勘察卫星等等,应该说所有的卫星当中,根据现在的统计,绝大部分是军事卫星。当然,人类社会的经济、科技的发展,以及我们每个人的生活质量的提高,都离不开卫星所做的贡献。所以,卫星是一个非常有前景的事业。有人统计,卫星的投资效益是1:10。最近,701所统计中国的效益是1:13—1:17。所以这是一个非常有前景的而且对人类社会的发展作出了巨大贡献的一个领域。
第二个领域是载人航天。载人航天已经有960多人次进入过太空,杨利伟同志是在2003年,是中国第一个宇航员进入了太空,是第413位进入太空的宇航员。杨利伟的进入太空,标志着我们中国具有这样的能力,是独立研制飞船,载人进入太空的第三个国家。2006年,“神六”有两位宇航员进入了太空,表明我们国家载人航天的事业取得了突破性的进展,取得了非常辉煌的成就。
载人航天进一步的发展,像国际空间站的建设,现在16个国家联合起来建设国际空间站,大约2016年将要建成,它的规模不是很大,大约可以供6—7个人工作,进行一系列的科学实验。空间站的进一步发展,包括要进行产品的研制与开发,甚至要进行月球与火星探测的中转站,甚至发展各种各样的太空旅游、太空休闲,在这个领域里将会获得非常好的发展前景。
我前面说的卫星应用于载人航天有一个共同的特点,都是低轨道的,300—400公里,最多是同步轨道,3万甚至更远一点的距离,也就是说都是以地球为主要引力场的空间的运动。概括一句话,我们中国人还没有离开过地球,还只是绕着地球转。所以人类空间活动的第三部分就是要脱离地球的引力场,要引入到太阳系空间和宇宙空间的活动,这是当今航天活动竞争最为激烈的一个领域,就是对太阳系的探测。
深空探测,就是在卫星应用和载人航天取得重大成就的基础上,向更广阔的太阳系空间进行的探索,(图)这是太阳系空间的简图,因为今天的时间很紧,内容有很多我就不做详细的解释了。
应该说深空探测的目标仍然是为了人类社会的可持续发展服务的,深空探测已经成为二十一世纪科技发展竞争的主要焦点之一,也是航天科技持续发展的必由之路。深空探测应该说是我们人类探索宇宙的一个永恒的主题,它有广阔无限的发展前景。但是,当前主要探测的对象是我们自己的太阳系,我们人类还没有走出自己的太阳系。
深空探测第一个重点是月球的探测。月球是地球的一个天然卫星,是离地球最近的天体,是我们人类飞出地球,开展深空探测的首选目标。因为月球与地球建立了一个非常清晰的监视基地,又是我们人类科学研究的基地,也可以说是一个新的军事平台,也是深空探测的前哨战和转运站。另外,月球的资源和能源的开发利用前景,也将为我们人类社会的可持续发展发挥重大的支撑作用。当然,现在谁也不会去开采月球一般的矿产资源,经济效益是划不来的。但是,月球上有些特殊的资源,仍然是人类目前向往的。
第二个是探测火星,这是地球和火星的比较,火星和月球的比较,火星是介于地球和月球之间的行星。1895年,意大利一位天文学家用天文望远镜描绘、测绘火星,但是很遗憾,由于望远镜本身视觉上产生的误差,他把很多点都连起来了,所以连成一条一条直线,这是很有名的一个科学观测的火星图,而得出了错误的结论,认为火星上有很多运河,因此说一定有火星人存在。这样导致了我们上世纪初大量的科幻小说,地球人大战火星人等等。实际上现在探测器已经可以飞到火星表面进行精细探测了。因为火星是最像地球的一颗行星,另外对火星的探测,现在全世界关注的焦点是火星上有过水的活动,但是水到哪儿去了?不知道,而探测水的目的是更希望能探求火星是不是有生命活动的存在,这样来探索生命的起源。当然,另外一个重要的方面是研究太阳系的起源。
火星有一个大气层,主要以二氧化碳为主,但是大气层很稀薄,相当于地面35—40公里高度的大气的稀薄程度。因为空气稀薄,空气的运动速度快,所以台风经常发生,火星的表面平均温度是很低的。火星上的台风,拍了很多照片。另外火星表面的水蒸气也非常稀少。但是,在极地是最高的,而在赤道附近是越来越少的,火星上的极区也是有冰雪覆盖的,火星的天空是非常灿烂的。火星的地形从南半球来说,高山地区比较多,而北半球,仍然是很巨大的海洋盆地,可能曾经有过海水的活动。
火星在网上有很多照片,非常像地球的戈壁滩。(图)这是火星表面的一些碎石和粉尘,火星表面是由鞍山岩、玄武岩组成的风化的产物。(图)火星的南北极也有冰盖,而且冬天增大,夏天缩小,但是很遗憾,这些冰主要不是水冰,而是干冰。机遇号和勇气号做了长期的工作,用最先进的技术在火星上进行探测,它们找到了很多火星表面有水流过的痕迹和活动。但是,究竟有多大的水量?没有办法知道,是什么时候有水的活动?也没有办法知道。因此,应该说我们人类对于火星的认识还是极其粗浅的。
另外,人类的探测主要是做巨型星的卫星探测。木卫二表面覆盖着海洋,木卫三我就不详细说了。现在做的最好的工作是“卡西尼号”对土卫六的探测,从1999年发射一直到2004年,才到达了土星附近,而探测土星的环带,然后进一步特别瞄准了土卫六。这是远方观测到的土卫六,表面覆盖了很多冰层,而土卫六表面也存在河流、湖泊,但是根据现在的推测,绝对不是水体,因为那里很寒冷,可能都是甲烷组成的。
第四个方面,就是各种各样小行星的探测。天文学家对小行星和卫星的轨道成份都做了很多工作,主要是集中在木星和火星之间的带里面,叫小行星带,但是某些小行星越轨,而且受了别的力的扰动,有时候跑到地球附近,甚至撞击地球。所以,研究小行星来说是很重要的,一个是它们是组成太阳系的最原始的物质,所以对太阳系起源是非常重要的研究对象,另外也是探测生命起源和演化的一个重要的样本。另外,小行星撞击地球将会带来巨大的灾难。所以为防止小天体撞击地球,要很好地研究小行星,特别是最近美国做了一个工作是非常好的,是远距离、精确地撞击小行星和彗星,而取得了非常重大的成果。
任何一个小天体进入地球,都要快速通过大气层,产生巨大的火光和巨大的声响,然后撞击地球。月球上已经撞击了很多坑。大家还记得,在十几年以前,撞击木星,像机关枪一样撞击在木星上,每一个坑都是地球大小。而木星由于是流体的表面,所以很快就弥合了伤口,月球上已经撞得千疮百孔。(图)这是地球上小的撞击坑。另外,现在地球上还残留100多个撞击坑,表明我们地球在历史上也经历过多次撞击。最有名的一次撞击是6500万以前恐龙的灭绝。这次我们也做了一些工作,我们在西藏取得了确凿的证据,因为取得了那个地方的土壤,就可以知道那时候确确实实有撞击,而且撞击的直径是10公里左右。不管撞击在任何地方,对全球的气候、生态、环境产生了巨大的灾变,由于它一撞击,现在知道是撞击在墨西哥的一个半岛上,所有的撞击物质气化以后,抛射在半空,整个太阳的辐射大大减弱,我们测出来,地球的年平均温度一下子降低了18度。
所以,在这种背景下,整个的地球是昏暗的,光合作用没有办法进行,植物大批死亡,因此引发了地球上的各种动物的大量死亡,特别是以植物为食物的动物,恐龙就是在这种恶劣的气候环境中而大批灭绝的。与恐龙同时灭绝的物种,大约70%地球上的物种消失了。这种灾难在地球上发生过多次,(图)这是把物质怎么抛射出去,我今天不能详细解释了,确证是撞击在那个位置的。
现在应该说,恐龙灭绝这次事件得到了比较充分的证据。整个地球,从它有比较多的生命繁衍的演化来看,产生过多次的生命灭绝,最有名的是恐龙灭绝。更古老的时候还有一次,大概接近80%的物种从地球上消失了。除了6500万年以前,在这以后,我们也找到了证据,至少还有5次撞击,导致了地球上的气候环境的巨大灾变,完全像冬天一样,地球是昏暗的,温度巨降,冰盖扩大,海水倒退,整个生态环境发生巨大的变化,而生物在这种条件下大批死亡。但是,这次劫难以后,残留的生命在更恶劣的条件下以更顽强的生命继续发展,一系列新的生命的诞生、新的物种的诞生,整个地球又非常繁荣。所以说,我们的地球遭遇过多次灾难。
美国最近做了一个工作,他们在几亿公里之外,用探测器亲自撞击一个小天体,叫“深度撞击计划”,这次会议上没有介绍,我在这里也不介绍具体的情况了,而且取得了巨大的成功。我觉得这更重要的是表明美国的精确打击能力是非常准确的。另外,对于小天体的撞击,以后还仍然会有,人类有责任来保护地球,而且应该说人类完全有条件,首先测定它的轨道,然后采取相关的措施,来避免这种撞击。所以,今后看来,人类应该担当起地球的保护神的作用,这是人类的一个责任,是科学家的义务,来保卫我们自己赖以生存的地球。
探测彗星主要的目的是要研究太阳系的起源、生命的起源和演化。最有名的一个事件是1908年6月30号,有一个非常小的卫星,就像现在的礼堂这么大,撞击在西伯利亚通古斯地区,它撞击的能量相当于100多个广岛原子弹的爆炸能量,因此对通古斯地区造成了灾难,里面所有的动物全部死亡。现在人们逐渐取得共识,这确实是非常小的彗星撞击的。
美国最近做了一个工作,也在这次会议上做了介绍,叫“星尘号”,他们根据这个彗星取得的样本,进行了精细的研究,他们一共分析了7年,最后取得了极其珍贵的彗星的样品。
另外,还有探测水星、金星和太阳活动对我们地球有极大的影响,各种环境的影响等等。
所以,我觉得人类空间的探测,特别是当前对于太阳系的探测,这是当今主要竞争的一个重要的领域。但是,所有这些空间探测的目标仍然是要为我们地球人类社会的可持续发展,使我们更清晰地认识宇宙发挥着重要的作用。
至于说空间研究什么问题,我就不详细谈了。
我想尽可能给大家介绍一下有关月球探测的情况。在这样一个背景下,月球探测应该说是属于深空探测的一个起步,是属于深空探测的一个门槛。我们中国要开展深空探测,必然第一步要对月球来进行探测,然后再逐步地走向更为遥远的空间。
对月球的探测来说,大家都知道,这是我们每个人都见到过的月球(图),但是所有地球上的人类永远只能见到这一半月球,谁也没有看到过另外一半的月球。全世界各个民族、各个国家对于月球来说都寄以极其深厚的情感,认为月球是圣洁的,月球的光辉是非常温馨的,对于月球都寄托以无限的各种感情,对月球寄托着各种各样的怀念的感情。所以,有很多月球的照片是非常漂亮的,我这儿有几张(图),这是地球上的树和人,月球作为背景,大家都在赞美月球。另外,每个民族都有各种各样的神话来赞美月球,我们中国的“嫦娥奔月”,自古以来就代表着中国人想了解月球。我还在山东崂山道教敬过月亮神。我们国家的佛教也崇拜月亮,这是在七星岩的月亮神像(图)。外国也是一样,都有月亮神。我们国家自古以来有无数的诗词歌赋来赞美月球。另外,我们中国人给月球取的名字非常非常多,(图)我这儿列了47个名字,应该说把一些最好听的词汇都用在月球上,这里我就不谈更多了。
在月球上看到的地球是一个非常庞大的天体,是一个蔚蓝色的美妙的天体。地球和月球比起来,差别是很大的,月球的表面积有3800万平方公里,也可以说相当于4个中华人民共和国版图的总合,所以月球看起来很小,其实还是非常庞大的。地球和月球之间的距离是38万公里。从1958年以来,全世界发射了探测器去探测月球,以前最多只能用望远镜来观测月球,人类前期发射了108枚探测器,但是成功的只有52枚,不到一半。人类实现了6次载人登月,全是美国人实现的。另外,还有3次前苏联不载人的登月取样,一共从月球取回了382公斤的月球样品。另外,我们人类还获得了26块从月球上自动掉到地球上、被人找到的26块月球的岩石,中国南极探险队在南极找到了将近1万块天上落下来的石头,其中有一块是月球上掉下来的,有两块是火星上掉下来的。
前一段各国进行过很多探测月球的工作,(图)红颜色的点代表前苏联降落在月球上的位置,这都是没有人的,这三点是取样返回。很遗憾,前苏联三次取样,只取到了300克样品,0.3公斤。美国一共取得了381.7公斤的样品。绿点代表了阿波罗登月的位置,一共有6次,有12名美国宇航员登上过月球。黄点是代表美国的软着陆器降落在月球的位置,没有任何探测器有能力降落在月球的背面,我们叫这个是正面。
网上一直流传着一种说法,认为阿波罗登月是假的,是在摄影棚里拍摄的,因为现在所有的阿波罗的录像片,美国的国旗是在剧烈飘荡的,好象是在迎风飘扬,所以很多人说美国人从来没有上过月球,全是假的,是上世纪最大的科学骗局。我觉得不是的。我自己就做过阿波罗的样品。另外,之所以国旗会飘荡,完全是另外一个原因。宇航员到了月球上,因为原来杆子是收拢的,到了月球上把杆子一扶起来,就撑开了,美国的国旗就张开了,把这个杆子插在月球的土壤里,一松手,杆子就晃动了,而月球上基本上是高真空状态。
大家都知道,在地球上一个晃动的东西,由于空气的阻力作用,它会逐渐地停止下来,假如是真空状态的话,当然最后也会停下来,但是需要很长时间的晃动。所以,所有的录像片看起来这个旗帜在飘动,叫迎风飘扬,实际上这恰好证明是在真空状态下做的一件事情,所以说美国人真的是到了月球上的,这是阿波罗的情况。
阿波罗工程是当时规模最大、耗资最多的工程,由于阿波罗的出现,导致了上世纪六十到七十年代,包括液体燃料火箭、微波雷达、无线电指导等一大批高科技工业群体的诞生和发展,极大地推动了科学的发展,带动了上世纪20年整个的高新技术的发展,也带动了整个工业的繁荣。阿波罗建立了巨大的功勋,它产生了三千多种技术成果,我们至今仍然还在应用阿波罗的很多成果。
美国人有个统计,最早的算法是投入1美元就可以得到4—5美元,推动了美国的技术领先。最近美国人有个测算,投入产出比是1:14。所以,阿波罗不是一个纯粹消耗性的计划,它是推动科学技术发展的强有力的推动力。我们所有关于月球的知识,绝大部分是来自于阿波罗。
月球的表面,大气压大概是10的14次方大气压,月球因为没有大气,所以就产生几个效应:第一,说话谁也听不见,所以月球上没有任何声响;第二,没有空气,就没有温度的传导,所以月球上照出太阳的地方,达到110,甚至到130度,而旁边的阴影为负130—负150度,温差几乎可以接近300度左右,这是月球非常恶劣的一种表面的环境。另外,月球实测的温度,太阳一出山温度剧烈上升,太阳下山以后,温度很快就降低了。一个白天大约有14天半左右,因为月球的一天相当于地球上一个月,所以它半个月的白天,半个月的黑夜。这是月球的情况。
月球看起来,不像地球一样,有一个全局性的偶极磁场,但是月球曾经有过,而现在消失了。这也代表了行星演化的特点。什么特点呢?当行星内部有带电的流体流动的时候,我们大家都知道,它就必然会产生一个磁场。所以说,我们的地球在内部有一种带电流体,环球的流动在地球内部,所以我们的地球产生一个很标准的南北极的磁场,我们可以用指南针辨别方向。但是,这个磁场每天都在移动,都在漂移,每年漂移的距离可以达到几百公里,甚至在地球的历史上,经常产生倒转,就是南极变北极,北极变南极,这是很正常的,地球上有充分的证据,这表明流动的方向相反,南北极就倒个儿了。
我们找到的月球的岩石是31亿年以前的,证明了月球有一个非常强大的偶极值的磁场,但是现在消失了,表明月球的内部已经冷却到了没有带电流体的流动了,或者说是一种固态的说法,必然它的磁场就自动消失了。我们还知道,火星的探测结果证明火星没有一个偶极磁场,但是它有很多极子的磁场。所以,看来一个行星的演化过程,其中表征着一点,大家开始都有偶极磁场,以后逐步衰减成多极子的磁场,最后丧失偶极磁场。
地球现在最大,还有很强的活动性,现在的月球,几乎月振的能量很多,磁场也消失了,就是说月球是一个没有生命、没有声响,及其严酷的一块大石头。月球的表面布满着各种复杂的地形,(图)这张图表明月球的正面,我们每个人都能看到,(图)而这张图是没有任何人见到过的月球,是月球的背面。为什么人类只能看到这一半呢?因为月球自转的周期和它绕地球公转的周期是相等的,所以你站在地球上,永远只能看到月球的一半,而那一半是苏联的卫星拍摄的照片,把它复原形成这样。以正面看起来,砸了很多巨大的盆地,我们叫做海洋,也有很多高山地区,而月球的背面高山地区很多,所有的月球表面都砸得千疮百孔,一公里砸的坑至少有3.3万个。这是月球的特点,科学家就利用这个特点,假如这个地区比较古老,一定砸的坑很多,假如这个地方比较年轻,砸的坑一定相对少。所以,你就数一下每一个地方砸的坑的密度,就可以算出来哪一块地方老,哪一块地方年轻,完全像地球上用古生物来确定岩层的年龄一样,所以研究月球就采取这种方法来制造月球的地层表,把月球的历史规范得非常有次序。当然,我们今天不详细介绍了。
另外,月球表面有一层很厚的土壤。月球的土壤是怎么形成的呢?它完全是由于各种小天体的撞击,把石头都砸得很粉碎,再加上月球表面温差极大。大家知道,温差很大的话,可以使岩石产生热胀冷缩,自己破碎,最后形成很多粉尘,因此月球表面堆积了很厚的一层土壤,大约从几米一直到20多米。所以,宇航员在上面踩一脚有很深的脚印,土壤大概有20米厚的粉尘,还有很多碎块。
我们最关心的是月球土壤里含有一种物质,叫氦—3,也许将会对人类社会的发展,做出它史无前例的、重大的贡献。
另外,月球上发现有水冰,但是现在还没有确证。大家都知道,月球表面的温度是正100多度,有冰的话,马上就化了,但是月球上有一个地方,假如有冰的话,一定能够保存,甚至几亿年、几十亿年都可以保存下来,那就是说有的地方是永远照不到太阳的,照不到太阳就是负100多度。我们看到南北极的一些照片,都是环型坑,坑的顶峰上阳光普照,但是里面是黑的,为什么?特别是在南北极地区,太阳比较低,它照到以后,边缘很高,一下子阴影覆盖了整个的坑。所以,这些坑永远照不到太阳。一旦有彗星降落在月球上,砸得粉碎,溅得哪儿都是,总有照不到太阳的地方,就会永远保存下来。月球上有水冰的存在,现在统计有66亿吨左右,但是很遗憾,这种水冰利用的价值不是很大,你必须跑到负130度的地方,把所有的土壤都堆在一起加温,而土壤里含的冰只有0.3%—1%左右,加热以后变成水蒸汽,再收集起来,再把它还原成水,这个代价及其昂贵,而且这个地方没法开发。所以,人们还是希望用工厂的办法,用工业的办法,把矿石还原形成水,一吨矿石大概可以产生126公斤的水。
另外,月球上没有任何生命,也没有任何有机化合物。像地球上经常看到的甲烷、乙烷、丙烷,月球上绝对没有这些化合物质。另外,月球的岩石类型也比较简单,月球所有的矿物都不含水,所有的高价元素都是低价的,月球上的铁最高两价。月球的资源非常丰富,我们计算过,像稀土,有二三百亿吨,铀矿50亿吨左右,极其丰富。当然,现在谁也不会去开采,二氧化碳有200万亿吨,当然现在没有利用价值,因为极其昂贵。另外,月球的内部结构也证明和地球非常相似,有月核、月幔和月壳。月球内部的物质分布也是非常不均匀的,它的不均匀影响了以后我们探测卫星的轨道经常要有一个垂直方向的变化,所以这也是影响比较大的。
月球内部现在证明能量确实衰减了,也有月震,它每年的总能量相当于地震的1亿分之一。所以,月球就像一个有生命的天体,已经老态龙钟了,不能动弹了,这就是我们的月球。
有很多地震仪测的结果,证明月球的历史从46亿年前诞生以来,一直到31亿年前剧烈的火山活动构造运动,但是到了31亿年内部已经固化了,我们的月球在31亿年以前基本上结束了作为一个行星活动的能力了。所以我们说,现在的月球是一个古老的将死的星体,月球的内部能量已近于衰竭。月震和表面热流均极小,月球的地质始终停滞在31亿年之前,这对研究地球早期演化的历史具有重要意义。另外又提供了另外一个标本,所有的行星演化的后果都要逐步冷却、固化,我们的地球将来也会走到那一天,到那个时候,没有地震,没有火山,板块也不动了,但是地球的表面是极其繁荣的。所以,月球的未来是极其美好、极其安静、极其稳定的,将会建立更完美的社会。当然,这都是几十亿年以后的事了。
从1976年到1994年,人类没有进行过任何成功的月球探测,因为第一,月球探测实际上是空间霸权的争夺,美、苏两国争夺的结果以苏联的彻底失败而告终,这甚至影响到以后苏联政治上的解体等等。另外,美国觉得应该认真地总结这次探测,总的说起来耗资太大,效率比较低,一定要跟着思路发展,当时美国全力发展航天飞机和太空站,还有一些更大的测控网基础设施的建设。但是,最近美国又承认这个发展的思路又是彻底错误的。从1989年以来,老布什提出来要重返月球。现在提出月球计划的有美国、欧空局、俄罗斯、日本、乌克兰、奥地利、德国、巴西、印度、中国。现在美国提出来,不允许把月球占为己有。美国最近做了一些探测,包括探测几种资源的分布,包括铁的分布、二氧化钛的分布,做的工作都非常好,另外还探测其他资源的分布。所以,月球的资源,全球的分布和力度,这是新时期探测的非常重要的重点。
月球的能源一直引起地球人类极大的关注,有两种能源可供地球使用,一种是太阳能,月球上没有任何云层遮盖,所以密度比地球上大得多。另外,月球上没有任何建筑物,所以月球上有无限制的地方铺设太阳能电磁板,假设转换能够提高的话,再加上月球的白天有14天,现在科学家宣布,月球的太阳能传输到地球不成问题,也许最好的途径是用微波传输。但是,毕竟太阳能不能够解决全球的60亿、70亿、80亿到以后更多的人类的需求。所以,大家关注的另外一个月球的资源就是可控核聚变的发电。关于可控核聚变发电是1938年有人提出来的。在上世纪五十年代,氢弹实验成功以后,大家都觉得完全可以利用这种核反应的方式,对人类做出切实的贡献。所以,50年以来,已经建了200多台实验装置,应该说对可控核聚变取得了重大的进展。1998年完成了国际热核反应堆的设计,现在7个国家联合起来,包括中国在内,准备在2020年共建一个热核反应堆,大约投资100亿美元。我今天看到网上说大约需要130亿美元。假如能建成的话,这将是人类一个巨大的进步。可控核聚变发电,谁都认为这是非常优越的,必然会成为全球最终极解决能源问题的一个方式。科学家们努力了50多年,就是利用氢弹爆炸的原理,也像原子弹一样,建立反应堆,逐渐使得它商业化而进行发电。
氢弹爆炸的过程产生巨大的能量。我们国家在安徽有一个研究所,现在网上说它叫“人造小太阳”,就是进行可控核聚变的研究。大家都知道,海水里的氘很多,但是氚很少,氚是有放射性的,所以科学家提出来能不能找到一种东西替换氚。氘和氚聚合在一起,一定要提高温度,甚至上千万度、几千万度,这是没有任何容器能够包裹的,只有在强磁场的作用下,才能进行发电。现在实验堆要在2020年建成,估计2040年以前可以建设示范堆,以后才能实现商业性的聚变发电,至少要30年以后。
大家知道,现在光中国而言,我们所用的石油有2亿多吨,大概将近进口1亿吨的石油,我们的煤是十几亿吨,我们的天然气不知道是多少亿方,还有其他各种类型的能源。因此,要有极其庞大的队伍来解决中国的能源问题,还存在着许多安全的隐患,我们还有很多的水力发电等等。通通加起来,中国的能源资源的来源和安全等等,都存在着极大的问题。人们估计,石油还可以用60年,天然气也可以用五六十年,煤可以用上百年左右。地球所供给人类的全部的化石能源,甚至包括铀,假如一次性发电的话,也不会持续很长的时间。因此,地球给予人类的资源是极其有限的,所以一定要有新的方案来解决地球长期需要的能源问题。所有全世界的科学家都公认可控核聚变发电是人类最终的重大希望。
因此,假如能够用月球上的氦—3来替代地球上的氚的话,这个反应也一样,释放出巨大的能量,产生氦—4。另外,氦—3是稳定的,没有放射性,要比前面的方式好多了。所以,现在大家公认月球上的氦—3在土壤里大概有100万—500万吨,这将是人类社会长期稳定,安全、清洁、廉价的可控核聚变的能源原料。
我们中国2亿吨的石油,十几二十亿吨的煤,多少亿方的天然气,假如我们能够使用这种能源的话,全中国能源的需求,需要的氦—3总量是10吨左右,10吨就够了。所以,俄罗斯地球化学研究所所长说,每年只要派4架航天飞机到月球上运回氦—3回来的话,可以供全世界用一年。因此,月球上的氦—3可供人类上万年的需求。所以,我觉得对于地球的人类来说,能源的问题完全不值得悲观,地球所给予人类的是要用完的,当然我们要节约。但是,必然会耗尽,这也是极其正常的。而用不着怎么担心,人类一定有办法找出替代的前景,而且更安全、更稳定、更清洁、更廉价、更环保,这是必然的。
科学的责任就是要解决这些问题。
另外,月球有个特殊的环境,超高真空、无磁场、地质构造稳定,弱重力,高清洁环境,可以对地球进行监视,月球可以做各种各样的特殊材料和特殊生物制品。月球是个转运站,美国准备到达月球再转到火星上,可以节约很大的能量。所以,月球必然是将来要争夺的极其剧烈的一个场所。
关于我们中国的月球探测,在这样的背景下,我们中国人假如有能力的话,我们一定也要开展月球的探测,在这点上,我们从1960年以来,一直跟踪国外的探测,35年的跟踪研究,又经过十年的综合论证,一直到2004年1月23号,温家宝总理亲自批准中国月球探测的立项,总经费14亿人民币。这不是一个天文数字,月球的探测绝对不会拖中国人全面建设小康社会的后腿,只能是推动和促进。何况就是14亿人民币第一期。我一再说,这是北京市建2公里地铁的全部经费,何况这14亿是三年多的经费,每年大约用4亿人民币。这对我们巨大的十几万亿GDP来说是非常微不足道的。但是我们必须精打细算,认真地把这些事情做好,我们要选择有限目标、重点突出,高起点、有特色、循序渐进、持续发展,又要结合国情,又要和国际前沿接轨的思路,来设计我们的月球探测。
所以,我们的月球探测大概分为三个大阶段:第一个叫探月阶段,或者说不载人阶段;第二个是载人登月阶段;第三个是驻月阶段,建立月球基地,长期进驻的阶段。而我们现在中国将要实现的叫做探月,所以我们叫月球探测阶段。为什么要实现不载人呢?大家都知道,神舟号飞天,直到“神五”杨利伟才上去,“神一”到“神四”是不载人的,而距离地面的距离并不很远,而到月球上是38万公里,我们的载人大约10分钟以后可以入轨,而到月球,大约需要9天9夜才可以入轨,这么长的时间,必然有个不载人的适应性阶段,这是必要的。我们安排了第一期叫环月探测,就是对月球发射一个卫星,全面的、系统的、全球性的做探测。第二,降落到一个区域,精细地探测一个地方。第三个是把样品采回来。但是,更重要的是在技术上建立一个构架,要能够实现深空探测的能力,你能够降落在一个天体上,同时还能够带回东西回来,技术上的要求是更为艰难的。我们的总指挥讲了,我们中国现在有能力把人送到月球,完全有能力,但是有一个前提,只有单程票,回不来,我们现在没有能力保证能回来。所以,我们必须经历这些阶段,这些阶段并不是说只做三次,不是这个意思,而是说大约要经过这么三个阶段,要花十来年的功夫。
我们中国的计划公布以后,将近三年,2004年1月14号美国总统布什宣布了新的太空计划,他的计划是2008年以后,美国也实现无人月球探测,2015—2020年派宇航员重返月球。2005年9月19号,美国宇航局局长宣布,2018年美国重新载人登月,耗资1040亿美元,2025年,载人登上火星,耗资2170亿美元。这是美国的计划,也就是说,载人登月美国最早的时间是2018年。大家一定会问,他不是上去过吗?怎么现在还要折腾十几年?以前阿波罗用的全部飞船和火箭,所有的技术几乎都过时了,必须重新做。那么他们再加油,也得2018年才能够载人登月,我们中国一次也没有去过,我们哪那么快能够载人登月?!要扎扎实实把自己的工作做好。我可以这么说,在今后的十年之内,世界上没有任何一个国家有能力载人登月,这就是现实。
美国为什么要对月球如此的重视?然后再登上火星呢?美国有位参议员说,谁如果获得了控制太空的最后地位,谁就获得了对地球的控制权,不管他是出于独裁统治的目的还是为了自由。所以,力图强占太空以至月球等新的战略制高点,这是美国新计划的重要内容。他们提出来占领什么位置我以后再讲。另外,美国这项新计划要抢在中国之前建立永久月球基地,他们说如果我们能垄断氦—3,就不必担心沙特阿拉伯人了,并且能够永远控制石油的价格。另外,参议员向美国参议院陈述,他们认真总结了美国的发展战略,他们认为“航天飞机和空间站是误入歧途,是代价高昂的战略性错误”,他们执行了20多年,被限制在低轨道已经有太长的时间了,丧失了正确的发展机会,空间发展的重心应该是开发太阳系,所以把整个的计划调整。这就是美国要调整的,因为他们已经深感他们都是在低轨道,而没有发展更高、更遥远的工作。
全世界评论布什的计划,各国的评论我概括一下,第一是要保持美国空间科技的领导地位;第二,控制未来的能源;第三,占有军事领先的优势。这是各国评价美国的计划。美国的计划很清楚,大概每年要进行一次无人月球探测,然后2018年以后载人登月,相应的其他计划也都有。
(图)这是美国2008年要发射的探测器,非常像我们的“嫦娥一号”,2010年他们要软着陆,2011年也要软着陆,他们的计划已经排出来了。另外,他们相关的火星探测每两年一次,这是美国的计划。欧空局的计划和美国非常相近,比美国晚实施,大致是这样(图)。欧洲的月球和火星探测的计划,都转到这个轨道上来了,俄罗斯的计划也是这样的,他们提出来分三个阶段,最后的阶段,俄罗斯将在月球上建立自己的常设基地,开发利用氦—3。俄国人很关注氦—3。(图)这是日本的计划,也是关于月球和相关火星的计划,也都是相当长时间的无人探测。(图)这是印度的计划,他们准备在2007或者2008年发射,他们所有的科学上探测的内容也非常相似,我们都没有沟通,但是每个国家的工作非常接近,每个国家都有自己的考虑,但是工作非常接近。2007年,中国要发射“嫦娥一号”,印度也要发射,2008年美国要发射一个月球卫星,纳入计划,大家所有放置的科学仪器和探测的目标都比较接近。我们大约2007年发射“嫦娥”,2008年美国发射月球探测器,我们也许2009年还要发射,我们2010年左右发射软着陆器。
今年4月21号,胡锦涛主席访问美国,跟布什商谈,两个国家一致同意,要在空间探测方面进行合作。另外,格林芬9月份要到中国来商量跟中国人关于月球探测的合作问题。所以,现在美国认为,中美双方应该在联合探测月球上立即展开谈判,对此美国的宇航专家认为,布什总统很想在登月项目上与中国展开全面的合作,准备中美联合进行,这都是美国人自己的话。美国现在认为,中国既是对手,也是合作伙伴,我就不详细谈了。
关于中国第一期的任务,就是要全面性、整体性、综合性地了解月球,因为中国人从来没去过月球,一定要有个全面的了解。所以,第一次不能搞着陆,必须要有一个轨道器,全面地来探测月球,我们大概要飞行一年左右。
我们在工程上一定要突破月球探测的各种关键技术,我就不谈有哪些了。另外,要初步建立我们国家月球探测工程的五大系统,这五大系统应该说在逐步建设,为今后的深空探测做准备。我们有载人航天的、有卫星的构造系统,而对月球来说,我们中国还欠缺,我们要逐步建设起来。另外,还要初步建立我国月球探测的体系,培养相应的队伍,这都是我们工程上要实现的目标。
我们在科学上也要做四件事情:第一件事情,做一个全月球的立体的地图。到任何地方去总得有个地图,中国人要交这个卷子,所以我们要做一个立体的地图,中国人是能够实现的。我们把所有前人,包括美国人做的工作都拿来对比,他们做了1:1000万的三个立体图,他们的极区做的还有空白,就是70—90度的南北极的极区范围,我们觉得我们能做得比较全面,不会留下那么多空白,力争我们的图要有所进步,这是我们追求的一个目的。当然,通过这个地形地貌三维图,我们可以做很多的工作,包括它表面的发展,包括它基本的地质构造等等,都可以做出来。所使用的设备,一个是激光高度器,还有一个是CCD的立体相机,现在这些都已经研制交付卫星了。
第二个事情,美国人已经做了五种元素铁、钛、铀、钍、钾的分析,我们认真地分析一下,再工作一年,我们可以再多做9种,大概14种,通过这十几种元素的分布,我们还要做一个干涉成像光谱,把月球的矿物分布也做出来有了矿物和元素,我们就可以把月球上所有的岩石类型分出来,这点比前人的工作也有所进步,这主要是用成像光谱仪等,这些也都已经交付卫星了。
第三件事情,我们很想用微波辐射技术来测定月球表面的温度,同时也了解一下月球土壤的一些特征。我们认为这是可以逐步来实现的,而这项工作过去别人没做过,我们想中国人能不能认真去把这件事情做好。微波辐射器也已经交付了。同时,假如我们能够知道月亮的一些特征,我们就有可能估算一下月亮里面氦—3总的资源量大概达到什么样的量。另外,我们要探测4—40万公里地月的空间环境,我们主要是做太阳高能离子探测器、太阳低能离子探测器,这是由空间中心进行的,也已经全部交付卫星了。
我们发射的轨道设计是从西昌发射,但是发射有一个大的问题,一个月推算下来,要有一个非常确切的位置进入月球,我们要不断地加速,达到离开地球的速度,经过几天的奔月的过程,要刹车,要进入,所以每个月大概只有一次机会。也就是说,一个月里只能有一天的时间,而这一天当中只有35分钟是允许发射的,也就是说一个月的时间只有35分钟都对得上,才是最合理的位置。可是,万一这一天刮风、下雨、打雷,发射不了,就得再等一个月,所以这是很艰难的事情。后来搞轨道的同志想办法,提前两天发射,找到一个好的气候,发射上去以后,不是早两天吗,那就让它绕地球转两天,然后再走,这样的话达到要求,沿途都要测控,要校正位置,我就不详细讲了。
整个探测分五大系统:卫星系统、运载系统、发射系统、测控系统,这个系统要精确测定它的轨道,然后来繁衍过重数据,让它能够按照设计的轨道进行,所有的数据最后要被地面系统接收。整个的运行时间是一年,而且我们是极轨,就是通过南北极的圆轨,高度是200公里,工作大约一年,要飞一年的时间,这样能够得到比较全面的数据。
(图)这是卫星的图象,有太阳能电磁板。地球上的卫星,所有的通讯和仪器对准地面,太阳能光板对准太阳就能很好地工作,但是月球卫星有一个难处,所有的探测仪器要对准月球,太阳的帆板要对准太阳,还有通讯、数据传输,天线要对准的是地球,这三个都要对准,假如这三个不动那就好办了,问题是地球在转、太阳在走、卫星也在转,三者老得对准才是有效的,所以这是比较艰难的工作。当然,这些问题他们都解决得很好。
还有我们中国从来没走过那么远,我们原来有一套系统,用卫星和载人航天的USB系统,现在跑那么远,要精确测定它的轨道,看来我们需要再增加一些,所以就加了一个叫VLBI系统。什么意思呢?我们现有的航天测控网分布在中国各地,同时我们还有远望号测量船,测定我们的航天和卫星工作。但是,还希望能做得更精确一点,所以我们又用了四台天线,(图)这是上海和乌鲁木齐25米的天线,我们在北京密云建了50米的天线,在云南的昆明新建了一个40米的天线,这两个天线是我们目前中国最大的天线。这样就构成了一个网,来精确地测量、辅助USB系统,这样的话就能够实现精确测量轨道的目的。我们同时还要跟国际上联合起来,利用他们的一些天线,因为我们所观测到的、看到卫星的时间是非常不足的,大概6—8个小时,一天24小时那么多的时间是空的,也不行,所以我们也要利用别人的天线共同对口来测定它的位置,发射场在西昌,就不详细讲了。另外,地面口在北京,(图)这是建的50米的天线,这是一个人在天线上,大概6个篮球场大,现在已经调整得完全适应工作的要求。
(图)这是昆明的天线,现在都能开展工作了。我们准备成立一个关于绕月探测数据应用的专家委员会,大约有100所大学,几十个研究所,我们要吸纳全国的科学家们,大家来共同研究我们中国获得的数据,因为这些数据是我们纳税人的钱,是国家的,所以这些资源也是国家的宝贵财富,不能被任何个人,也不能被任何个别的单位所垄断,必须全国有本事的都来研究。我们下传的速度是每秒3兆,要一年的工作时间,所以我们成立了一个专家委员会,大概8、9月份我们要组织开会,组织全部的力量,做出最好水平的成果。
另外,2004年是我们的启动年,完成了模样设计,2005年是攻坚年,完成了初样产品,2006年是工程的决战年,要完成正样产品,确保2007年4月成功发射,2006年底五大系统全部完成研制任务,待命出厂。总理指示“要加强基础工作,突破关键技术,严格对工程全过程管理,坚持质量第一,确保绕月探测飞行圆满成功”,这是总理对我们的要求和寄托的希望,我们一定认真来实现。
第二期,我们将软着陆,(图)这是软着陆器初步的样子,这是月球车初步的样子,也许我们还会有一个轨道器。总之,我们的软着陆,大约在2011、2012年力争实现,这样的话,软着陆器做就位探测,月球车是巡视探测,一边找一边探测,这个我就不详细说了。将来在什么地方降落,我们怎么能够让它平稳的降落?因为在月球上是没有空气的,我们不能用降落伞,也不能用气囊,我们只有自己反推,让它能够平稳地降落在月球表面。
第三期,当然技术上更为复杂,也更为艰难,我们也希望能够采回一些样品回来做精细的研究。(图)这是软着陆在月球表面,增加了上升期。我们要采样,把样品进入到返回舱里。同时,也可能有月球车,我们采样,也要把样品输送回来,在月球上自己发动火箭,脱离开月球表面,在月球周围飞行,然后再点火离开月球,进入地球的大气层。到了大气层以后,只以舱用降落伞降落下来,这有点像杨利伟下来的情况。
我们准备要全部实现这些过程之后,才能够进一步地来考虑载人的问题。总经费第一期是14亿,第二、第三期可能要多花一些钱,但是总的来说,占全国GDP的比例是很小的。我们坚信,我们中国也一定能够实现中华民族千年的梦想。另外,月球探测将对我国科学的创新与发展,技术的突破与进步,经济的发展与繁荣提供新的机遇,也将为地球人类社会长期的可持续发展发挥重要的支撑作用。
“嫦娥工程”得到中央和全国公众的热情支持并寄予殷切的期望,我们深受鼓舞,我们一定艰苦奋斗,竭尽全力的做好工作,圆满完成工作。我们热烈地希望相关部门的专家、学者和青年学子能够投入到探索宇宙奥秘和“嫦娥工程”的行列中,为人类社会的持续发展和美好的前程,为中华民族的振兴和繁荣昌盛作出历史的贡献!
非常感谢欧阳先生的报告,从探月的历史,从我们人类发展的历史,到月球探测的历史,特别是还讲到了深空探测的很多问题,最后介绍了中国探月的计划。我们的科普报告也安排了请欧阳先生和大家互动的时间,请各位同学、各位老师、朋友提问。
[提问]:在9月份,中美会对哪些具体的空间工作进行协商?
[欧阳自远]:
因为胡锦涛主席和布什的商谈带有原则性,规定了这样一个方向,9月份, 局长格林芬将到中国,现在大家都在准备。我相信中美有关月球探测的合作,通过这一轮的讨论会讨论得更为具体,因为现在双方还没有讨论,我没法说哪些方面如何合作,我想讨论完以后一定会向公众公布。我坚信,中国的国际合作,路子一定会越来越宽,一定会吸纳别人的长处,认真学习别人的经验,来推动我们自己的工作,我也坚信我们的工作,不管是哪国,包括欧洲,包括日本,包括俄罗斯,我们都在共同探讨,取长补短,我觉得这是必然的,这是我们应该走的路子,来加速我们的发展,推动我们的工作。
[提问]:我们有哪些优势和劣势?
[欧阳自远]:
各个国家都有自己的优势和劣势,很难用一二三绝对地说出来,因为这不是考分,考大学差半分就是半分,这很难有一个固定的尺子。因为我们在很多方面,比如说在载人相关的技术上,日本和印度从来没有实现过,当然我们比他们的经验更为丰富。现在大家都在做这个工作,还没有显示出来,我只能说,因为到最后大家都会根据你的技术水平、技术能力,获得的科学成果,将来都得公开见面。我只能这么说,我们中国的科学家一定会尽自己最大的能力,努力地工作,踏实地工作,来把工作做好,来显示我们国家的能力和水平。我们也不宜于说我们比印度、日本怎么样,没有必要,我觉得更重要的是我们自己要认真、踏实,把工作做到前头去,人家就会认可。
[提问]:您刚才提到“嫦娥一号”耗资14亿人民币,不是很大的数字,但是美国的登月计划用上千亿美元来计算,是很大的数字。中国在探月或者登月计划中,哪些东西是必须我们自己做的?哪些东西可以考虑和国际上,比如说美国、欧空局、印度、日本合作?第二个问题,我们看当年美国的登月计划,不仅仅是由本国专业的专家、科学家参与,也鼓励一些公众,包括一些学生来设计自己的科研课题,发展到做一些实验,我们这方面有没有相关的考虑?
[欧阳自远]:
我非常感谢你提的问题。第一方面,任何一个国家的空间活动,从本质上来说都是对人类作出共同的贡献,我觉得国际合作是必然的一个大趋势,也必然会越走越宽广。大家知道,我们才刚刚开始,很多事情我们自己还缺乏经验,人家已经做了上百次了,我觉得有那么多东西很值得我们学习。另外,我觉得他们有些实质性的东西,有些先进国家比我们先进,比如说他们做的仪器,性能、重量、功耗,应该说确实做得很好。我们过去没做过,我们要从头开始。但是,你总得自己做,就必然在性能上可能比不过人家,但是不要紧,人总是要从学会走路一直到越走越快,我们要有坚强的信心,我们也一定会向别人学习,绝对不会固步自封、闭门造车。我觉得我们会认真地学习人家的东西,所以我们对美国也要认真地准备谈判,我们现在已经在与俄罗斯合作,在与欧空局合作,在与很多国家合作,我们还要利用人家的一些条件。比如说我们自己的天线只在国内本土上,我们现在要借用别人的天线共同来研究,这是大家都能相互支持的。另外,我们的船最多能到一些地方,我们的船本身来说天线还不够大,也有很多不足的地方,因为我们以前没有建立深空探测的几大系统,我们要从基础设施建设开始做起。美国的投资是比较大,它1040亿美元是包括一直到2018年登上月球,它要做很多很多的事,几乎一年会有一次不同的方式、不同的更高的要求,一直到实现载人登月。我觉得这个计划的耗资是很大的,我们没有这么去计算,我们不是说这14个亿包打天下,这只是最开始做一次,第二次可能更为复杂,要求更高了。但是我们还是基本上尽可能节约,要很好地精打细算。我们毕竟是一个穷国,我们国家这么支持登月,我们已经感觉到是极大的支持,我们要好好地用这个钱,我觉得没什么不可以的,我们一定要认真做好。
至于你谈到的公众的问题,事情必然有个发展的过程,必然是这样的。我觉得我们现在国际合作还没有全面地展开,第二期可能更多,包括仪器设备,包括测控,包括其他各个方面,甚至包括一些思路、一些目标,我们跟俄罗斯已经有比较多次的接触,以后要拓展到美国、欧空局等等。我们现在跟欧空局在测控方面在合作,这是必然的,因为这是世界性的,大家必然一起来做工作。至于说工作,我们其实也有很多的准备,因为你刚刚开始做,所以我们逐渐的,我们逐渐转向,能不能提出一些有科学价值的,我觉得这些工作都要逐步开展,我觉得这是必然的,我们会逐步地做。因为这都是代表一种公众的要求,代表一个社会的进步,代表公众的关注,我觉得我们一定要认真地做好这件事情,而且我们也一定会这样做。 谢谢。
[提问]:刚才您提到中国一期的一些科学目标,您能简单说一下其他国家,像美国、欧洲、日本、印度的科学目标以及与我们的目标有哪些不同吗?
[欧阳自远]:
我觉得公众提的问题总想说中国的东西有什么创新,有什么比别人高明的,一定要在别人前头。我们才是第一次,但是第一次也得把它做好,这倒是真的,所以我想回答一下刚才你提的问题,我们设计了4个目标,你关注的问题是我们这4件事情做到什么程度了?我觉得我们力争要有所进步,要有所前进,我们没本事说我们是创新的。我觉得很多问题大家都共同意识到这件事情该做,另外月球探测中国是第一次做,人家做了上百次,你怎么能够选择一些东西人家都没做,你全部创新呢?我觉得这也不符合科学发展的规律,科学是有继承的,得老老实实,我们是刚出生的婴儿。所以,我一再说,现在人家能跳芭蕾舞,跳的是《天鹅湖》还是《胡桃夹子》,我们刚刚学会爬,能够学会自己走,这里要有一个过程,我们也许进步会快一点。
具体讲就是4点:第一,立体比较图,别人做过没有?1994年美国做过,但是它的轨道都是很规矩的。另外,它做出来还有很多不足,它的比例是1:1000万,我们做的比例是不是可以大一点,几百万分之一。你不能说这是我们的创新,不是的,但是我可以说我比他们进步一点。南北极我们要做出三维的图来,我们现在没做,但是希望我们能做出来。
别的国家做了,都像西瓜皮一样,有很多条空白,而且做的精度也不是太好,我们觉得自己会比别人做得更好。因为这件事情谁都要做,他们也要做,他们将会做出什么结果?我觉得最后大家都会拿出来比较。
第二,分析它的物质成份、元素的分布和矿物的分布、岩石的分布。美国已经做了五种元素,应该说做得很漂亮,我们也要做这五种,但是不是一定比别人做得好?也许我们比他们做得差,但是没关系,毕竟中国人已经开始做这件事情。另外,我们还要做9种,他们没有做,做出来的精度可能很差,没关系,我们总算是能做出一个轮廓来,我们力求的是要有所进步。另外,矿物我们也把它做出来,月球上有四种主要的矿物,因为我现在没交卷子,我只能说我们力争把它做出来,现在方案上是可以做的,但是能不能最后真的做得好?我也不敢说,咱们得实事求是,但我觉得是可以做的。还有我把岩石类型也做出来,就是它是玄武岩还是斜长岩。所以,第二步我们也要比别人进步一点,做得好一点。
第三,科学家们经过了很严格的论证,这件事情没有什么更多的报道,我们到现场做,另外我们想认真测一下月亮的特征,估算一下,现在的估算是100万—500万吨,我假如说150万吨,也比那个数字精确一点,可信一点,我认为这就是一个很大的进步。
第四,别人做过很多环境的工作,我们中国人没有,40万公里以内的情况,我们中国人没有,我们想把它做好,能把它积累下来,一年的积累,以后可以得出很多科学上的新认识。我们不要说我这个比你先进,你比我落后,我觉得不能这样去比较,只能说最终的成果我们是要比前人多,因为我们是第一次,但是即使是这样,我们也会很艰难,毕竟我们没有做过,没去过。但是,我们也有信心去把它做好,这就是我们追求的,力争做得更好。最后人们会评论的,我现在不好说一定先进到什么程度,我们就扎扎实实做好自己。
[提问]:现在中国对外太空的探索,首先是实现了载人航天,现在才对外进行探索,请您解释一下我们探索的发展过程?我们对外太空的探索会有些什么新的任务?包括我们这段时期以来和国外的合作项目,特别是登月项目有什么大的方向?
[欧阳自远]:
首先,国家发展卫星应用,在逐步发展载人航天,载人航天是92年就立项的,确实是一个重大的决定,经过长期的准备,而且应该说取得了巨大的成就。而月球的探测要比载人航天提得晚,当然会有这样一个过程,我觉得这是符合自然的,也符合它本身的一些特点,没有什么故意的安排。我们一直在关注国家有没有能力来实现深空的探测,我们觉得从载人航天理想以后也逐步提出来,我们中国首先的问题是有没有必要做这件事情,论证下来,大家觉得非常有必要。第二,中国有没有可行性?就是你的技术水平、你的能力能不能够跑到月亮上探测,也经过长期的论证,认为有,可以,载人已经实现了,神舟一号、神舟二号,我们这些问题在逐步解决。
第二个问题,你说没有想法,也是不可能的,中国的科学家也是很活跃的,我们也尽力想把中国的空间探测发展得更快。月球探测有一个探分驻、绕月回,这只是一个设想。至于其他的想法有没有?有,中国的科学家们都很关注,现在世界的趋势是月球、火星、太阳系,我觉得大家都意识到这条路是比较公认的,大家都在这么做。而我们中国对于火星的探测,我觉得有好些方面都已经在做和认真地进行了,比如说跟国外的合作在一起进行,另外我们自己也在不断地积累、探索、研究、综合分析国外的趋势,结合我们中国的能力应该怎么去探测,独立地去开展探测,包括合作的,包括独立的,科学家们都在做这些方面的工作。但是,必须要经过国家科学的论证、工程的论证、技术的论证、立项的论证,这是有一个严格的过程的。
另外,关于小天体的探测,也在考虑,在建议。我认为科学家的建议是非常丰富多彩的,但是要根据国家的能力,国家经济的允许程度,国家的技术发展水平,国家也会尽快地来支持这些项目逐步上马,来立项,我觉得这些都需要有一个过程。所以,现在应该说还是百花齐放的很好的形势。
[提问]:刚才您特别谈到我们要同100所大学和几十所研究所共同研究,但是现在基本上是由两大集团,包括您所在的中科院,就是说不是从国家的层面,很多是从航天系统直接分包下来的。我想问,将来能有什么样的机制来保证各个院所,不光是航天系统,也不光是中科院都能参与进来,并且能平等、公平地进行竞争,并且是开放的竞争,有没有这样一种机制来保证?第二,有没有一种机制保证数据真正的共享,而不是由某一个机构先占有数据,他来看看哪些不重要再给别人?
[欧阳自远]:
你提了一个比较切实的大家比较担心的问题。我们想力争走出一条数据共享、共同提高的道路,因为国家拿这么多钱太不容易了,我一再讲,这些数据绝对不允许某一个单位,甚至某一个个人所垄断。我们成立了一个绕月探测科学应用专家委员会,我们已经筹备了一年多了,现在包括上百所大学大概几十个研究部门,但是我们希望每个单位只参加一个人,不是说他本人研究,而是参加到这个委员会来。我们筹备这次会议,要发给每一个专家聘书,发给每一个单位,证明你参加了这个工作,包括澳门、香港、台湾,我们也准备了指标,因为这是中华民族共同的事业,我们要共同研究。因为“嫦娥”是民族的一种愿望,我们正在这样做,也实际在走。
第二个问题,大家担心被人所控制,我们现在正在制定数据发放与管理的章程,我们将要在9月份开会的时候提供给大家讨论。首先第一,我组织我单位的力量,比如说我是某个大学,组织我单位的力量,我在某一个方面有特色,我要申请三维图象的数据,你的能力在哪儿,不是说谁申请都可以。这个程序是大家共同设立的,比如说我们以后的三维图象主要是测绘部门的事情,我们的测绘机构现在有很多,有国家的测绘局,有军方的测绘局,还有测绘大学,还有很多方面,大家共同组织起来,谁有哪些优势做哪些工作,这样数据才能有效地利用,我们要有一个管理的办法,来照这个做,而不是说控制在哪一个部门里。
为什么?假如我们不这样做,表示你中国可能做不出最好的成果来,表示我们自己无能,我们国家有做得很好的一大批科学家,希望他们能发挥作用,希望他们能做出高水平的结果来,他们发表是可以的。这有什么坏处?这将会使我们的成果获得大量的增长,水平大量地提高,从而培养一批人才,这是太重要的事情。这样的话,中国的月球探测才会显示出中国的水平,否则不是中国的水平。所以,我们是这样想的,也是努力在这样做的,我们希望能够走出这个路来。当然,以后会出现什么毛病,我不知道,我们愿望是这样的,毫不隐瞒,就是想这么做。这样的话,我相信我们的成果会做得更好,会水平更高,人才增长得更快。我觉得只有这样,我们中国在这方面的发展会更快一点、水平更高一点。我们想这么去做,所以我们三年以前就提出来一定要搞一个这样的委员会,但以前数据下来还没影呢,现在数据就快下来了,哪个单位有什么能力做什么?没有任何一个单位有全能的能力,绝对没有,必须大家共同做,因为这是我们中国的事情,是我们民族的事情,大家共同努力来做好。这也是我们的愿望,是我们衷心希望能实现的路,我们现在正在这样做。
[主持人]:
今天下午欧阳自远先生给我们做了非常精彩的报告,在百忙中来到这个会场,让我们以热烈的掌声再次对欧阳自远表示衷心的感谢,本次报告会到此结束。
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