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记者专访:“嫦娥之父”欧阳自远畅谈探月

2017年08月23日 15:26  来源:兰州晚报  记者何燕

“嫦娥之父”欧阳自远畅谈探月

嫦娥5号将于年内发射 嫦娥4号将于2018年发射

欧阳自远接受本报记者专访

  国际永久编号第8919号小行星,2014年被命名为“欧阳自远星”,以此表彰“嫦娥之父”、中科院院士欧阳自远对中国探月工程的杰出贡献。这位我国著名的地球化学与天体化学家,曾经10年间的中国月球探测工程首席科学家、目前仍担任中国月球探测工程领导小组高级顾问的82岁睿智长者,8月22日在兰接受了本报记者的专访。据欧阳自远院士透露,嫦娥5号计划于年内发射,嫦娥4号将于2018年发射,2020年是火星探测的“窗口期”,将开展中国首次火星探测。

  嫦娥5号今年首次采月球样品后返回

  “中国的月球探测经历了从1958至1993年长达35年的跟踪调研与综合分析。1978年,美国的卡特总统赠送给中国1克重的月球岩石,是阿波罗17号飞船从月球表面带回来的。通过系统的精细分析、测试与研究,我们写出了14篇论文。出版了《月质学研究进展》和《天体化学》专著。结合国情,提出中国月球探测的设想。”欧阳自远在专访前所做的大会报告《地外物质中国稀有气体同位素研究》中如是说。

  “按原定计划,嫦娥5号2017年‘十九大’后发射,仍为无人探测。”欧阳自远解析嫦娥5号的任务时说,“嫦娥5号”作为中国首个执行月面取样返回任务的探测器总重8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器和上升器组成。其一,“嫦娥5号”软着陆后将以电铲铲取月球土壤;其二,用钻机在月球上打钻,打孔并以取芯套环取出岩芯,这样可以保持月岩原有的结构,了解月岩的分布和资源状况。所有的月样封装后按流程放入返回舱。“采样和打钻取样都已在地面做过多次试验。”

  欧阳自远说,在这次任务中,装好样品的返回舱起飞离开月面,之后与绕月飞行的飞船自主交会对接,再由飞船带返回舱返回地球。飞回并释放进入大气层的返回舱,将以接近第二宇宙速度的11公里/每秒飞速插入大气层,为避免被烧毁,就采取了半弹道返回大气层的方式,“控制返回舱跳出地球大气层,然后再进入地球大气层,‘就像小孩用石头在水面打水漂’,速度降下来之后,降落在内蒙古四子王旗航天英雄杨利伟落下的地方”。可以说,嫦娥5号出征已经万事俱备。

  月球样品返回地球后的研究工作已经部署,已有20多家有基础、各具优势特色的研究所、大学,将开展多领域、多学科研究。首先是对样品的处理、分装、保存,免于在地球上受到污染,保存的地点其中一处在北京的地面应用系统。然后,各科研单位可以提出申请,经过审批后分配月球样品以供研究。月球样品研究也不是来了就做实验,之前要先对模拟样品进行方法、技术流程等多项试验,保证真正的月球样品用在“刀刃”上,最后公布研究成果。

  “月球样品是非常珍贵的,一代人研究不完,妥善保存是为了以后更多的人做研究。”欧阳自远说,月球样品向研究机构提供都是无偿的,所有有能力的研究机构后续还可申请月球样品。除了研究之外,可能还会留一部分做展览和礼品之用。月球探测还将揭开月球起源、演化历史等。

  月球上的受控核聚变发电燃料氦—3够全地球人用万年

  为什么要探测月球?花这么多钱在探月计划上到底值不值?欧阳自远院士对此的回答给人以无限憧憬:“月球有地球没有的、目前世界公认的最好最安全的受控核聚变发电燃料氦-3。通过氘-氦3核聚变反应发电,从月球运回100吨氦-3,就足够地球一年的用量。而我国,1年只要8吨氦-3,足矣!”

  为了找到新型能源,各国科学家纷纷研制“人造小太阳”。这些“人造小太阳”的工作原理是模拟太阳的核聚变反应,和氢弹的原理一样,制造出“人造小太阳”。月球1克土壤中含有几纳克氦-3,这将是核聚变发电的重要燃料。“氦3”是一种高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。根据“嫦娥一号”的探测成果,月壤中的氦-3资源总量可达120万吨,至少可供全地球人类上万年的能源需求。

  “嫦娥5号就将着陆在月球上氦-3含量丰富的地方。”月壤差不多每4亿年就会从底到顶翻一次,所以表土内的氦-3含量基本上平均分布,但是月壤中的氦-4是氦-3的几百倍,氦-3的分离在月球上是完全没办法做的。“目前受控核聚变发电还是人类的一种希望。氦-3点火温度就需要达到上亿度,现在只有美国做到了。真正做到发电,还需要几代人的努力。”欧阳自远表示,我国已参与了7国共建的国际热核反应堆工程,我国已投入100亿元人民币,同时成立了中国受控核聚变研究中心。这个试验反应堆将可产生500至700兆瓦的聚变功率,但还不是真实的经济实用的“人造小太阳”。

  此外,月球表面没有任何云层遮挡。每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦。月球上白天和黑夜都相当于14个地球日,可以获得极其丰富而稳定的太阳能。如果围绕10940公里的月球赤道铺设一圈太阳能电池板,将能产生13万亿千瓦太阳能,可满足全世界用电需要。

  2018年嫦娥4号登陆月球背面,“这将成为人类首次探测月球的另一半”。

  “嫦娥4号明年将着陆月球背面,这将成为人类首次探测月球的另一半。”欧阳自远说,嫦娥4号任务的难点就在于从地球上看不到嫦娥4号,也不能与之通讯。“所以,必须要另外派一条飞船,飞船可以完成嫦娥4号和地球之间的联络。这架飞船的联络方式让我们琢磨了好久,一种可以绕月飞行,一种是让飞船设置在地球-月球的引力平衡点即拉格朗日L2点,可以直接接收地球指令传达给嫦娥4号,还可以接收嫦娥4号的全部探测数据并传输给地球。”嫦娥4号也由着陆器和月球车组成,实施着陆器的就位探测和月球车巡视探测的联合探测。

  2020年中国首次探测火星

  在太阳系的九大行星中,火星因其最为接近地球表面环境的特质,让人类对这颗红色星球一直怀有将其改造为蓝色星球的梦想。截至2016年12月,人类目前已进行了45次火星探测活动。

  “每26个月,将出现一次火星探测‘窗口’,到2020年,火星探测的‘窗口’将再次出现。”中国的第一个火星探测器“萤火”出师不利,2011年由俄罗斯“福布斯-土壤”号搭载升空后失败,但探索的步伐从未停止。欧阳自远表示,“火星探测,中国是后来者”。2016年1月11日,中国正式批复首次火星探测任务,中国火星探测任务正式立项。

  “杨利伟10分钟飞上天,‘嫦娥’飞4天半到达月亮,而火星探测器平均飞8个月、上亿公里才能到达火星,更远的木星探测要飞7年。”2020年的火星探测将实现“轨道器+火星车”计划,“我们的轨道器要实现有一个卫星绕着火星飞,火星车实施着陆区的精细巡视探测。这样才可以探测火星的全部表面和局部区域,它的地形、地貌、表面环境、物质成分、地质构造、地下水分布和内部结构等;同时期望获得一些火星生命活动信息。”

  “2021年7月1日,中国共产党的第一个100年到来之前,嫦娥5号、4号以及首次火星探测任务都将完成。”欧阳自远称,我国后续还将完成火星取样返回、小行星探测等任务。“木星有69个‘月亮’,对木星和木星系统的探测也将在未来展开。”

  “未来,中国还要飞得更远!”欧阳自远院士最后掷地有声地说。

 编辑:[庞传伟]
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