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“嫦娥之父”欧阳自远: 年底将从月面取样并带回地球

2017年08月23日 15:27  来源:每日甘肃网-兰州晨报  

接受兰州晨报记者专访,畅谈中国未来深空“飞天”探测——

“嫦娥之父”欧阳自远: 年底将从月面取样并带回地球

欧阳自远接受记者采访。

  8月22日,来兰出席第一届全国气体同位素技术与地球科学应用研讨会的中科院院士、中国月球探测工程首任首席科学家、被誉为“嫦娥之父”的欧阳自远在报告中,讲述了他从地质,到开展地下核试验,再到与月球结缘,最后到深空探测的跨界科研历程。会议间歇,这位83岁高龄的科学家接受本报记者采访时还畅谈了包括“嫦娥五号”、“嫦娥四号”的任务,以及包括火星探测、木星探测在内的未来深空“飞天”探测梦。

  1 嫦娥工程,我们准备了45年

  欧阳自远说,1952年我高中毕业时,共和国刚成立不久,我国的矿产资源十分稀缺。那时候,国家号召“年轻人要唤醒沉睡的高山,让它们献出无尽的宝藏。”考大学时就是这句话影响了我,于是报考了北京地质学院的矿产勘探专业。毕业后又考取了中科院地质研究所矿床学的副博士研究生,毕业后从事长江中下游铜矿、铁矿成因的研究。就在那个时候,1957年,苏联发射了人类历史上第一颗人造地球卫星,宣布人类空间时代的到来。我知道消息后当时特别激动,但也坚信,中国未来一定会进入空间时代,我们年轻一代一定要为中国进入空间时代做准备。

  从1958年开始,我到处寻找从天上掉下来的石头——陨石,收集平流层的宇宙尘,开展来自地球以外的各类物质的研究;综合分析研究美国和苏联开展月球和火星探测的计划、方案、目标和探测成果。1964年初,当我一门心思埋头做研究的时候,国家迫切需要找一位学地质出身,又学过核物理的人来承担地下核爆炸的相关任务。巧的是,我曾经有过一段核物理进修学习和从事核物理实验的经历。于是,当时国防科委的领导就让我带一支队伍在戈壁荒漠做地下核试验的选场、在实验室开展试验模拟、防止泄漏和防止地下水携带放射性裂变产物对区域地下水的污染等研究。与此同时,我还继续对陨石进行研究。1976年,我带队去考察了吉林陨石雨,随后发表了100多篇文章,国际上承认中国的陨石学研究已经达到世界先进水平,我们也培养了一支具有坚实基础的月球科学与行星科学的研究队伍,为我国进入空间时代做人才储备。

  1978年,美国总统卡特的安全事务顾问布热津斯基访问中国时,送给我们一块只有黄豆大小的月球岩石样品。但这块来自月球的样品到底是美国人哪一次登月采集到的?采自月球的哪个地方?根本没有人知道,因为,美国不会透露这些的。当时我们国内研究天体岩石的科学家很少,有关部门通知我们领取这块极其珍贵的石头送到了我这里。经过潜心研究,我们发表了14篇文章,对这块“岩石”进行了全面“解剖”。

  为了现在的“嫦娥工程”,我们已经进行了35年的科学准备,10年时间的项目论证,直到2004年1月23日国务院总理批准了国防科工委申报的中国第一次月球探测计划,从此,我们真正踏上月球探测之路。之后的“嫦娥一号”、“嫦娥二号”、“嫦娥三号”陆续完成了各自的使命。

  2 2017年,“嫦娥五号”将在月面取样返回

  计划在2017年年底,“嫦娥五号”将在海南文昌航天发射场启程,在月面铲取和钻孔取样并带回地球,这也是我国探测器第一次从月面取样并带回地球。

  目前,“嫦娥五号”已万事俱备,它上面装有电铲、钻机。电铲用来铲取月球的土壤,钻机在月球上打钻后钻取月球的土壤和岩石。然后采集的月球土壤和岩石样品放到“嫦娥五号”的返回舱里,返回舱在月面升空,与等候在月球空间的月球轨道器交会对接,月球轨道器携带返回舱进入地球空间,释放返回舱进入地球大气层然后带回地球。但由于“嫦娥五号”返回舱返回时的速度很快,可达到11公里/秒,高速插入地球大气层时可能被焚毁。为此,大家想了一个办法,那就是让返回舱在大气层中像“打水漂”一样弹跳一次,跳出地球大气层,也就是在没有深入大气层之前先短暂回避缓冲,然后再低速二次进入地球大气层,获得合适的落体速度后,再自动打开降落伞,最终在内蒙古四子王旗预定的陆区域软着陆落地,这样就可以把样品毫发无损地带回地球了。

  同时,样品的处理、分装、保存等环节的准备工作已经全部就绪,我们也在组织国内10多家科研机构和10多所大学,利用各自的特色和优势进行月球返回样品的实验技术和实验流程准备。只要月球样品一到,各单位向国防科工局提出申请,在专家委员会审批同意后就可以开展各类分析研究。每家单位做出结果后,可以自己写文章发表。

  来自月球的样品,一部分供科学研究用,一部分供展览用,一部分作为国家礼品赠送,大部分样品封存保留,以备后用。

  3 2018年,中国探测器将着陆月球背面

  为什么“嫦娥四号”在“五号”之后发射升空呢?因为“嫦娥五号”先立项,“嫦娥四号”立项比较晚;所以,“嫦娥四号”2018年才发射。它包括一个着陆器和一个月球车,将对人类从未到达过的月球背面开展首次着陆器就位探测和月球车巡视探测的联合探测,预计将获得一系列新的探测成果。2018年,嫦娥四号的轨道器、着陆器和月球车对月球背面开展联合探测,所有探测数据将传回地面,供科学家科学研究。因为,月球自转的同时也绕着地球转,所以,在地球上永远看不到月球的背面,这以前,人类从没有探测器着陆月球的背面进行科学探测, “嫦娥四号”要实现在月球背面着陆并开展探测工作,但有一个难题是:在地球上我们不知道“嫦娥四号”的着陆位置,无法进行通信联系,地球的指令无法传输,探测器的探测数据无法接受,会降落在什么地方,月球背面没有通讯,因为全部被月球正面挡住了,我们也不知道它工作的情况。因此,我们想了一个办法,那就是先发射一个中继卫星,让它飞到地球和月球的引力平衡点,离月球背面6.8万公里的拉格朗日L2位置。它在那儿接收地球的指令后,再传达给月球上的着陆器和月球车,然后把月球车和着陆器收集到的探测数据和图像反馈给地球。通过中继卫星的传输和联系作用,我们就可以探测月球的背面。

  根据中国月球探测的发展战略和长远计划,我国的月球探测分探【无人月球探测(2007—2017)】、登(载人登月)和驻(建设月球基地,开发和常住)三大阶段;第一阶段无人月球探测又分为绕(绕月探测)、落(落月探测)和回(月球自动取样返回地球)三步走。

  4 2020年,中国将首次探测火星

  向火星发射探测器,每隔26个月才有一个探测器发射窗口。从地球到火星,探测器平均要飞行8个月,才能到达火星。

  根据计划,我国将在2020年发射火星探测器,我们不仅要发射一颗火星卫星绕着火星飞,开展火星遥感探测;同时还有一个火星车在火星上着陆,开展巡视探测;共同实现天地联合探测火星。再把火星上的样本带回地球来,这件事目前还没有人做到过。

  火星是最有可能存在生命的行星,但火星表面一滴液态水也没有,可能全部分布在火星地下。我们将要利用火星探测卫星和火星车联合探测火星地下水分布并估算地下水的资源量、存量有多少。

  在“十三五”期间,我国将实施“嫦娥五号”、“嫦娥四号”和首次火星探测任务。

  5 未来,中国还要飞得更远

  2020年之后,中国要飞得更远,将开展主带小行星和近地小行星探测、木星系统与木星卫星的探测、太阳系行星际空间穿越探测以及火星取样返回。从低轨道空间站,到探月,再到更加遥远的火星、木星探测,我国对太空的探索将一步步推进并实施。

  预计到2021年,我们要做三件事:第一件是第二次火星探测,并采样返回地球;第二件是探测小行星;第三件是探测木星及木星系统。

  未来的深空探测,我们要在攀登世界科技高峰的征程上,实现一次又一次历史性跨越,我们中国一定还要飞得更远!

  6 月球氦3储量,可以解决全人类上万年的能源问题

  “嫦娥一号”已经探明已有的研究发现,月球表面土壤中富含大量的氦3,初步估计有上百万吨。目前,科学家正在利用氘-氚建立核聚变实验堆,而利用氘-氦3参与的核聚变发电可向人类提供能源,是科学家正在研究的课题。作为核聚变中必不可少而且安全的核聚变燃料,氦3在地球上分布极少,“可以说基本上没有”。

  在核聚变发电商业化的前提下,如果能够解决将氦3运回地球这一问题的话,8吨的氦3可解决全中国一年的能源供应总量。月球上百万吨的氦3为全人类提供至少上万年的能源。

  当然,这只是目前人类最美好的愿望,有的人说要实现可能要等20年,也有的说要等30年……

  文/图兰州晨报记者武永明

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  首届全国气体同位素技术与地球科学应用研讨会在兰开幕

  每日甘肃网8月23日讯 (兰州晨报记者武永明)8月22日上午,由中科院西北生态环境资源研究院发起并承办的“第一届全国气体同位素技术与地球科学应用研讨会”在兰州开幕,包括中科院院士欧阳自远、戴金星、王铁冠、赖远明在内的来自国内外170多家单位的600余名专家学者齐聚金城,在为期三天的会议上,他们将紧密围绕着气体同位素技术在天体化学、地质学、地球化学、生态学、水文学、冰冻圈科学、环境科学等诸多研究领域中的应用展开热烈讨论。

  为全面提升我国气体同位素实验室的科技创新与支撑能力,更好地推进不同领域实验室间的技术交流合作,打造开放、共享、协作的科技创新平台,会议期间将筹建“气体同位素实验室技术联盟”。

  “联盟”的成立将有助于全面提升我国气体同位素实验室的科技创新支撑能力,促进我国气体同位素实验技术跨跃进入世界先进行列,促进科研和实验技术人员的紧密融合,为不断开拓学科前沿领域,并取得重要科研成果和突破做出贡献。

 编辑:[庞传伟]
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