從鄭和到“嫦娥”

張　旭　王二超

“召回鄭和案”在美國科學界和政治界影響不小?美國的科學家總喜歡把“召回鄭和案”搬出來“嚇唬”美國國會,而且每每得手?

2007年10月23日,美國宇航局“發現號”航天飛機在肯尼迪航天中心發射升空?這很有可能是問題頗多的航天飛機為數有限的謝幕?一個時代要結束了?

2007年10月24日,中國西昌發射中心,“嫦娥一號”順利踏上登月旅程?這是“中國制造”第一次離開地球,奔向月球,一個時代就此來臨?

“嫦娥一號”是太空“玩具”?

在“嫦娥一號”升空的數周之前,日本搶先一步,成為第一個成功發送繞月衛星的亞洲國家?

當日本的月亮女神項目和嫦娥計劃交流后,有人半開玩笑地稱“嫦娥一號”有些玩具的味道?日本繞月探測衛星“月亮女神”的功能和科學目標與“嫦娥一號”頗為相似,不過這顆又名“輝夜姬”的衛星上搭載著14種探測裝置,是嫦娥一號裝置數兩倍多,而且還是一顆主衛星和兩顆子衛星的多星系統?而歐空局2003年發射的Smart1號月球探測器有效載荷僅有19公斤,但包含了用于完成10多項技術試驗和科學研究的7套儀器設備?

“嫦娥一號”月球CCD相機的分辨率為120米,日本月亮女神CCD相機的分辨率為10米,就是相比13年前美國克萊門汀號月球探測器窄帶相機的30米分辨率而言,“嫦娥一號”也遜色不少?運載“嫦娥一號”的長征三號甲火箭,地球同步轉移軌道的運載能力為2.65噸,全箭起飛質量241噸;而30多年前,美國阿波羅登月計劃所動用的巨無霸——土星5號運載火箭,月球軌道的運載能力為47噸,起飛質量達到了3000噸?

“嫦娥”真的只是一個玩具嗎?不!

雖然技術上有許多提高的空間,“嫦娥一號”同樣具有無可比擬的優勢?40多年里,人類已經向月球發射了100多個探測器,我們驚訝地發現,世界上居然仍找不到一張三維的月球全圖?而嫦娥計劃將首次獲得月球全球的三維圖像,這將令其他航天大國汗顏?

此外,“嫦娥一號”可以探測14種元素,超過其他國家探測器探測數量一倍之多?“嫦娥一號”上的激光高度計精度為1米,而“輝夜姬”只有5米(要知道“嫦娥一號”的軌道高度是“輝夜姬”的1倍!)?此外,“嫦娥一號”還將首次使用微波方法探測月壤?有人說,真要說到“玩具”,也許用來形容印度明年進行第一次發射的月球探測器是比較合適的,它幾乎就是搭載別國儀器的一個印度火箭?

“嫦娥一號”被有些人戲稱為“玩具”,可能是因為部分器件我國的核心技術還不過硬?而要從國外購入部分芯片,會受到種種限制?“嫦娥一號”的技術性能與國際尖端水平相比還有差距?那么,中國人為何要孜孜以求地把“嫦娥”送往月球?

“尿不濕”與月球夢

科學家為“嫦娥一號”衛星的設定了4個科學技術目標?第一,通過CCD相機與激光高度計獲取月球表面三維立體影像,描繪月球地質與構造圖;第二,通過γ/x射線譜儀分析月球表面的元素及礦物質的含量和分布;第三,通過微波探測儀測量月壤的厚度并評估月壤中氦-3資源;第四,通過高能粒子探測儀探測地-月球空間環境?

嫦娥探月工程的“衍生價值”遠不止于此?除去提振民族精神?擴大國家影響力之外,探月工程將對科技強國之路產生深遠影響?

以月球探測為起步的深空探測工程,集成了大量高精尖技術成果,需要大量資金支持,是一個國家技術水平和經濟實力的集中展示,會強有力地帶動信息技術?新能源技術?新材料技術等高新技術的發展?

美國的“阿波羅”計劃歷時10年,有2萬家企業以及200多所大學和研究機構參與其中,為美國培養了一大批高水平的科學家,其科研成果帶動了美國20世紀60-70年代計算機?通信?測控?火箭?激光?材料和醫療等高新技術全面發展,把科技整體水平提高到了一個全新高度?“阿波羅”計劃產生的科技成果滲透到經濟領域中,進行消化?優化和二次開發,帶來了美國80年代的經濟繁榮?

月亮,38萬公里外那塊兩倍于亞洲表面積的冰冷巖石,似乎與人間那么遙遠,然而你可曾知道,從嬰兒用的尿不濕到筆記本電腦,無不得益于當年探索那塊冰冷巖石的宏大工程?有人估算,“阿波羅”計劃每投入1美元,就會產生4至5美元的國民經濟回報?同樣,我國數十家科研院所和高等學校參與了“嫦娥工程”,已產生4000多項創新?在探月工程啟動以前,國家天文臺密云基地幾乎廢棄,“嫦娥工程”的資金和技術注入,又將中國的射電天文學盤活了?而探月工程取得的各項成果,正不斷地通過各種途徑滲流到國民經濟的血管中,流入每個人的日常生活?

競爭與合作

毫不夸張地說,月球已是一個戰場?在那里,比試的不但是天文學?空間科學?地球科學?遙感科學?生命科學與材料科學……更是綜合國力?相對而言,破解月球科學的種種謎團,倒成了順帶的副產品(月球的形成過程?月球的早期演化?月球礦產的形成與分布特征?地月系統的形成與演化等諸多問題,我們人類至今無法給出明確的答案)?一位美國科學家曾直言不諱地表示,登月的主要原因是考慮國威而不是科學?再來看看這些數字:1958至1976年,在冷戰正酣的大背景下,美蘇兩國共發射了108個月球探測器,成功或部分成功的為52個,成功率約為48%?如果單單為了科學探索,如此密集的發射顯然太瘋狂了一些?

時移世易,如今的探月工程在國際競爭之外,也體現了國際合作?除了美國正在獨力實施重返月球計劃之外,俄?日?中?印以及歐洲各國之間都在相互通聯,謀求合作的可能性?

由于地球自轉,一天24小時中,部分時間“嫦娥一號”會躲在地球背面無法聯絡和控制?因此,為了測控“嫦娥一號”繞月探測衛星,我國與歐洲空間局和智利有關部門開展合作?南美洲的庫魯站?澳大利亞的新諾舍站?歐洲的馬斯帕拉馬斯站?位于智利的CEE測控站等都將參加遙測“嫦娥”的接力賽?上海天文臺在2005年參與了觀測“惠更斯”探測器登陸土星衛星,國家天文臺烏魯木齊南山觀測基地在2006年參與了歐洲的SMART-1月球探測衛星觀測?對于“嫦娥一號”的數據,我國也承諾數據分級共享,大部分數據會分期無償公開?國外科學家期待嫦娥計劃順利完成,因為他們也需要中國探測器的數據進行相關課題的研究?

國際合作不僅僅顯示在相互學習幫助性的學習和數據分享上,探索茫茫宇宙更需要多國“聯合艦隊”?目前,中國已經和俄羅斯簽訂了將來合作探測火星的“螢火計劃”?觀察家公認,未來的太空格局全看幾個航天大國之間的合縱連橫?

月球“包子鋪”何時開張?

目前,美?歐?日?俄和中國?印度,都在加緊籌劃21世紀的人類登月計劃?老牌航天大國美國和后起之秀中國,已經在雄心勃勃制定登月計劃,不甘落后的歐洲太空局希望與俄羅斯合作,有朝一日也將腳印留在月球?

歐洲宇航局的負責人多爾戴恩開玩笑地說:“到了美國人再次將星條旗插在月球上的時候,他們會發現上面已經有了中餐館?”而美國宇航局局長格里芬最近猜測,中國人會在美國重返月球之前登月成功,“到那個時候,美國人會不高興,但他們只能不高興?”

國外科學家積極地替中國人“虛張聲勢”,而“嫦娥計劃”的科學家目前還在穩健謹慎地實現中國探月工程的第一步——繞月?作為探月第二期的探測器著陸月球,與第三期的攜帶樣品返回,還只是在積極的討論當中?目前,研究團隊內樂觀的估計是在2012年實現“落”月,2020年前實現探測器從月球返回?各國宇航局“吹捧中國”的做法,實際目的是向所在國的政府施加壓力,以求獲得更多資金支持?

實際上,登月當然是一種值得追求的目標?現在中國有3個成型的運載火箭發射基地,分別位于酒泉?太原和西昌?它們的緯度較高?由于地球自轉,越靠近赤道的地方,旋轉速度越快,借助地球自轉的速度為探測器提速的運載能力也就越強?國家已決定在海南島建立中國第四個航天發射場,這無疑是登月的理想發射地?

從“召回鄭和”到發射“嫦娥”

五百多年前,明朝政府召回航海遠洋的鄭和船隊,旋即宣布海禁?中國人錯過了大航海時代,隨之而來的是無窮屈辱?

“召回鄭和案”在美國科學界和政治界影響不小?美國的科學家總喜歡把“召回鄭和案”搬出來“嚇唬”美國國會,而且每每得手?最近一次是2002年,布什政府取消了對探索外太陽系的“新視野計劃”的巨額撥款,美國行星協會又把鄭和的故事搬了出來?他們在寫給美國國會的聲明中指出,“1433年,當鄭和的航隊即將啟程探險那未知的大西洋時,明英宗朱祁鎮卻將他們召回了——從而中國也就失去了在哥倫布數十年前發現美洲新大陸的機會?而今天,在21世紀,我們是否又要由于目光短淺而失去另一次探索太陽系新疆界的良機?”最后,美國國會終于通過決議,新視野探測器得以在去年發射升空,踏上了探索八大行星之外的太陽系的10年征程?

回眸鄭和,觀望“嫦娥”,會帶給我們更多興味?

(張旭為科普作者,王二超為中國科學技術館學者,丁寶泉先生對本文亦有貢獻)