歐陽自遠話探月

本刊專稿

導讀：我國已經具備了開展月球探測一期工程——“嫦娥一號”的能力和條件。三年內完成首次月球探測，還需要攻克一系列技術難關，任務非常艱巨。我們將竭盡全力，發揚兩彈一星和載人航天精神，實現中華民族的歷史夙愿

當楊利偉作為中國第一個航天員登上太空，人們的目光再次投向亞洲這個東方大國的航天事業。

世界發達國家特別是美國早已開展了多次登月行動，其觸角甚至已經延伸到火星，人們，特別是中國人，再次開始詢問中國何時探月，中國人的足跡何時登上月球？

于是，當中國科學院院士，中國月球探測工程首席科學家歐陽自遠現身中國科協第六屆學術年會的會場時，到會采訪的記者向他發起了強烈的“攻勢”。

歐陽自遠，身材健壯魁梧，聲音宏亮顯得底氣十足，只有那付金邊眼鏡以及說話時透出的儒雅，才讓人想起他的身份，同時領略到他那獨特的科學家氣質。

人類主要航天活動

采訪歐陽自遠院士的第一個重要收獲，是對航天知識的掃盲。

記者首先就人類的航天活動有哪些向他請教。歐陽院士總結說：人類的航天活動大致可以分為三個方面——

衛星的應用：

到目前為止，人類共發射了五千多個航天器，如氣象衛星、通訊衛星、資源衛星等等，中國大概占有1%的份額。現在所發射的衛星中70%是軍事衛星，另外在資源勘察、氣象和災害預報、全球通訊廣播電視、導航定位等領域都已得到廣泛應用。所以航天科技的發展已經滲透到經濟和社會的各個方面，大大提高了人類的生活質量，并有力推動了相關產業的快速發展。

載人航天：

全世界共有950多人次進入過太空，楊利偉便是中國第一位進入太空的宇航員。如今，美國、俄羅斯、日本等16個國家將聯合起來，到2010年建成國際空間站，進行生命科學、空間科學、航天醫學、微重力加工、商業產品發等一系列的基礎科學和應用開發研究。

深空探測：

所謂深空探測，指的是脫離地球引力場，進入太陽系空間和宇宙的探測。它以太陽系空間為主，為人類社會的可持續發展服務。

深空探測是在衛星應用和載人航天取得重大成就的基礎上，向更廣闊的太陽系空間進行的探索，是人類社會物質和精神文明發展的需要，是科學技術進步的必然趨勢。

深空探測目前主要集中在四個重點領域：

一是月球探測。這是深空探測的門檻，因為月球是離我們最近的天體，月球可以作為對地監測基地、科學研究基地、新的軍事平臺以及深空探測的前哨站和轉運站。科學家們正在評估月球的資源和能源的開發利用前景，也許將來要靠月球的支撐，才能長期、穩定、健康地持續發展下去。

二是火星探測。火星是一個類似地球的行星，可以和地球進行對比研究。當前，火星探測的主要目的不是尋找火星上是否存在生命，因為人類已經知道火星表面沒有水體和生命的活動，因此其最高目標在于探測過去是否存在水體和生命活動的信息，探索生命起源、行星形成和太陽系起源與演化。當然現在找到了很多水體存在的間接證據，卻仍然不知道什么時候有過水，更不知道是否有過生命。所以火星探測還有很漫長的道路。

三是巨行星的衛星探測。現在所選擇的幾個探測對象也是探測水體和是否可能發育過生命；探索生命起源和太陽系的起源與演化。

四是小行星與彗星的探索。小行星與彗星是組成太陽系的原始物質，對它們的探測在于探索太陽系的起源與演化，以及它們可能的開發利用前景。

解答至此，歐陽院士指出：21世紀將是人類全面探測太陽系的新世紀，這樣的探測，將為人類社會可持續發展提供服務。

人類探測月球的歷程

月球是離地球最近的天體，亮度僅次于太陽，歷來是人類天文活動的首選目標，自然也是人類走出地球搖籃，邁向浩瀚宇宙的第一步。

面對中國探月首席科學家，我們的采訪當然離不開月球。歐陽自遠向記者們詳細介紹了人類開展月球探測的歷程與成果。

自古以來，人們就對月球寄予了真情期望的遐想和充滿詩意的贊美。當一輪皎潔如玉的明月掛在夜空，人們只能靠肉眼觀測月球并寄托自己的想象。直到16世紀望遠鏡發明以后，人類才能夠用望遠鏡觀察月球，但觀測的空間分辨率大于10公里，人們僅僅得知月球上有高山和廣闊的平原并布滿了環形山。

真正對月球的了解是在上世紀五十年代以后，月球探測進入空間探測階段。

梳理人類探月歷程，歐陽院士按時間段逐個解析。

第一次探月高潮（1959-1976）

在冷戰背景下，美國和前蘇聯展開了以月球探測為中心的空間競賽，掀起了第一次月球探測高潮。

自1958年至1976年，美國和前蘇聯共發射83個月球探測器，成功45個。1969年7月美國阿波羅11號飛船實現了人類首次登月，人類的足跡第一次踏上了月球。相繼阿波羅12、14、15、16、17和前蘇聯的月球號16、20和24執行了載人和不載人登月取樣，獲得了382公斤月球樣品和難以計數的科學數據。

月球探測取得了劃時代的成就。

月球探測寧靜期（1976-1994年）

自1976年以來，延續約18年人類幾乎沒有進行過任何成功的月球探測活動，其原因主要是：隨著冷戰形勢的緩和，隨后前蘇聯的解體，空間霸權的爭奪有所緩解；同時人類需要總結探測活動耗資大、效率低、探測水平不高的經驗與教訓，提出了新的探測思路和戰略；以月球探測獲得的技術為基礎，將月球探測技術向各領域轉化、推廣和應用，完善航天技術系統，研制新的空間探測技術，如往返運輸系統、高效探測儀器等，為進一步開發利用外星資源進行科學和技術準備；同時需要較長時間進行探測資料的消化、分析與綜合，將月球科學研究提高到更理性認識的階段。

重返月球

1986年，空間探測技術和月球科學研究達到了新的階段，對月球進行科學的、“理性”的探測時機已經成熟，美國航空天局（NASA）開始構思重返月球的計劃。

1989年7月20日美國總統老布什宣布：“在即將到來的10年里，我們努力的目標是自由號太空船；然后，在新的世紀，我們要重返月球。”

為人類社會的可持續發展服務，已成為新世紀月球探測的總體目標。

1994年和1998年，美國成功發射了“克萊門汀”和“月球勘探者”號月球探測器，對月球形貌、資源、水冰等進行了探測，標志著“又快、又好、又省”空間探測戰略的實施，奏響了人類重返月球、建立月球基地的序曲。

2004年1月14日，美國總統小布什宣布了美國新的太空計劃，其中提出2008年前開始發射無人探測器到月球，進行系統的月球探測；2015—2025年實施載人登月并在月球上長期居留；以月球為跳板，2030年把宇航員送上火星乃至更遙遠的宇宙空間。各國的評論一致認為，人類2020-2025年可能在月球上長期居留，2035年把宇航員送上火星。

美國、歐空局、俄羅斯、日本、烏克蘭、奧地利、英國、德國、巴西和印度等國家和組織也都制定了相應的月球計劃，并在積極實施中。

中國探月計劃的實施

談到中國探月計劃，歐陽自遠院士言語中充滿自信與驕傲。他說：“開展月球探測是我國航天活動發展的必然選擇。縱觀世界航天發展態勢，重返月球，開發月球資源，建立月球基地已成為世界航天活動的必然趨勢和熱點。我國在發展人造地球衛星和載人航天之后，與時俱進，適時開展以月球探測為主的深空探測，是我國科學技術發展和航天活動的必然選擇，也是我國航天事業持續發展，有所作為、有所創新的重大舉措。”

他指出：首先，月球探測將成為中國空間科學和技術發展的第三個里程碑。

發射人造地球衛星、載人航天和深空探測是航天活動的三部曲。我國在應用衛星方面已有30多年的成功經驗，成果令人矚目，隨著載人航天取得重大的突破，目前唯有深空探測尚未開展。縱觀世界航天活動的發展歷程，深空探測是航天活動的第三個重要領域，我國作為世界大國和主要航天國家開展月球探測是航天活動發展的必然選擇，理應在月球探測領域占有一席之地，并有所作為。

其次，月球探測是一個國家綜合國力和科學技術水平的重要體現，開展月球探測工作有利于擴大中國在全球的政治影響。

第三，月球探測能極大地增強民族凝聚力。

從歷史來看，我國航天發展史中兩個重要的里程碑是第一顆人造地球衛星和第一顆載人實驗飛船的成功發射，增強了中華民族的自豪感和凝聚力。開展月球探測必將實現中華民族的夢想，更大地增強民族凝聚力和自豪感，成為中華民族偉大復興的一個重要標志性工程。

第四，月球探測可以成為我國新的科技生長點，有利于推動科教興國方針的貫徹實施，促進高新技術的全面發展，推動基礎科學的創新。

第五，21世紀人類將重返月球。

深入研究發現，月球具有豐富的資源和可利用的巨大戰略價值，世界各國對月球資源的爭奪將越來越激烈。開展月球探測，將提高中國認識月球、開發利用月球資源的能力，對維護中國在月球上的權益具有重要的戰略意義。

歐陽院士語重心長，他說：“當前，正值國際上重返月球計劃尚未全面開展之際，我們必須抓住機遇，盡快啟動月球探測工程。中國的月球探測雖然起步晚，但可以在較高的起點上迎頭趕上，確保中國在國際月球探測活動中占有一席之地”。

此番話語一出，聽者無不為之動容。因為我們聽到一個中國科學家為國強盛努力奉獻的心聲。

月球探測先期以不載人為主

據歐陽自遠院士透露，近期中國的月球探測以不載人月球探測為宗旨，大致分為三個階段。

第一階段：環月探測。

研制和發射我國第一個月球探測器——月球探測衛星，對月球進行全球性、整體性與綜合性探測。主要目標是：獲取月球高精度三維立體圖像；并對月球表面的環境、地貌、地形、地質構造與物理場進行探測。勘察月球14種有用元素的分布特點與規律；勘測月壤的特征與厚度并估算核聚變發電燃料-3的分布與資源量；探測地—月空間環境。

第二階段：月面軟著陸器探測與月球車月面巡視勘察。

發射月球軟著陸器。試驗月球軟著陸和月球車技術，就地勘測著陸區區域的地形地貌、地質構造、巖石成分與分布，就位探測月壤層和月殼的厚度與結構，記錄小天體撞擊和月震，開展月基極紫外、低頻射電和光學天文觀測。

第三階段：月面自動采樣返回。

發射小型采樣返回艙，進行就地勘測著陸區區域的地形地貌、地質構造、巖石成分與分布，就位探測月壤層和月殼的厚度與結構，記錄小天體撞擊和月震，探測月球內部結構；采集關鍵性月球樣品返回地球，進行系統深入的研究。

歐陽院士表示，我國在基本完成不載人月球探測任務后，根據當時國際上月球探測發展情況和我國的國情國力，可進一步研究擬定載人月球探測戰略目標和發展規劃，擇機實施載人登月探測以及與有關國家共建月球基地。

嫦娥一號的科學目標

當問及歐陽院士中國月球探測衛星的命名時，他透露，確實曾提及許多名稱，但最終還是將我國第一顆月球探測衛星命名為“嫦娥一號”，主要就是考慮中國傳統文化在國人心中根植已久，在外國人看來又充滿神秘的東方色彩。

中國第一個月球探測衛星“嫦娥一號”將在確保成功的基礎上，優選探測目標、確保重點，探測內容既與國際接軌，又要具有特色，不完全重復其他空間國家已做過的工作，為月球研究和“重返月球”提供前所未有的新資料，奠定中國月球探測和深空探測的地位和特色。

其主要任務有：

獲取月球表面三維影像，精細劃分月球表面的基本構造和地貌單元；

分析月球表面有用元素含量和物質類型的分布特點；

探測月壤特征與厚度；探測地月空間環境等。

歐陽院士還介紹了通過“嫦娥一號”工程實現的科學目標，主要有——

（1）突破月球探測的關鍵技術。主要包括研究地月飛行技術，驗證航天器飛出地球并進入其它天體引力場的軌道設計與GNC系統技術（GNC是制導導航和控制的英文簡稱。它負責飛船飛行全過程的姿態和軌道控制以及在軌太陽帆板對日控制，也就是說，飛船如何運動，怎么運動都是由GNC決定的，如同飛船的眼睛和大腦。）；實施遠距離測控和通信，為深空測控與通信打下技術基礎；研究月球飛行的熱環境條件，驗證航天器的熱設計，探索深空探測器的熱控解決途徑等；

（2）初步建立我國的月球探測工程大系統。包括運載火箭、衛星、發射廠、地面測控系統和地面應用系統，根據月球探測的特點進行相應的整合與適應性修改，初步建立適應未來發展的工程大系統；

（3）驗證各項關鍵技術，獲取月球探測的寶貴工程實踐經驗，為未來探測積累技術基礎；

（4）初步建立月球探測技術研制體系，培養相應的人才隊伍，推動月球探測活動進一步開展。

采訪結束之時，歐陽自遠院士自信而又自豪地告訴記者，中國已經完全具備開展月球探測的能力。

因為，中國目前已經建立起了完整配套的航天工程體系，這些基礎設施和研制條件為開展月球探測工程奠定了必要的物質基礎。經過多年可行性論證，中國月球探測的總體戰略和科學目標已經明確。東方紅—3號（DEH-3）可以作為月球探測衛星平臺，各分系統也基本采用其它衛星的成熟技術。長征—3甲（CZ-3A）運載火箭可以滿足發射月球探測衛星的要求。中國現有的S頻段航天測控網，可以完成首期月球探測的測控任務。中國已經具備了月球探測數據的接收、處理和解譯能力。

“總之，我國開展的月球探測工程，科學目標明確、先進，有創新性，是一項影響深遠的國家戰略工程”歐陽自遠院士說：“我國已經具備了開展月球探測一期工程——‘嫦娥一號’的能力和條件。三年內完成首次月球探測，還需要攻克一系列技術難關，任務非常艱巨。我們將竭盡全力，發揚兩彈一星和載人航天精神，實現中華民族的歷史夙愿”。

說此番話時，歐陽自遠眼中透出美好的憧憬的光澤，更放射出懾人心魄的力量。

中國航天，新世紀的曙光已經出現。