敢上九天攬月

38萬公里，這是從地球到月球的平均距離。這個距離，相對光速30萬公里/秒而言只是一瞬即至，可是對人類而言這卻是一段遙遠(yuǎn)的路程。世界登月第一人阿姆斯特朗在足踏月面時說過：這是我的一小步，卻是人類的一大步。

中國科學(xué)院院士——?dú)W陽自遠(yuǎn)是中國探月之路的“領(lǐng)軍人”，幾十年來他“跳”出地球，站在宇宙更大的空間研究地球，矢志在月球上留下中國人的腳印……

“跳”出地球為人類造福

1969年7月16日上午，巨大的“土星5號”火箭載著“阿波羅11號”飛船從美國肯尼迪發(fā)射場點(diǎn)火升空，開始了人類首次登月的太空飛行。參加這次飛行的有美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗、埃德溫·奧爾德林、邁克爾·科林斯。在美國東部時間下午4時17分42秒，阿姆斯特朗將左腳踏上了月球表面，這是人類第一次踏上月球。接著他用特制的70毫米照相機(jī)拍攝了奧爾德林降落月球的情形。他們在登月艙附近插上了一面美國國旗，裝起了一臺“測震儀”、一臺“激光反射器”……在月面上他們共停留21小時18分鐘，采回22公斤月球土壤和巖石標(biāo)本。7月25日清晨，“阿波羅11號”指令艙載著三名航天英雄平安降落在太平洋中部海面，人類首次登月圓滿結(jié)束。

據(jù)了解，“阿波羅計劃”共進(jìn)行了6次載人登月，先后有12名宇航員踏上月面，進(jìn)行各類探測，取回381.7千克月球樣品，充分展示了人類探索宇宙的巨大能力。歐陽自遠(yuǎn)指出：阿波羅工程是當(dāng)時規(guī)模最大、耗資最多的工程，由于阿波羅的出現(xiàn)，導(dǎo)致了上世紀(jì)六七十年代，包括液體燃料火箭、微波雷達(dá)、無線電指導(dǎo)等一大批高科技工業(yè)群體的誕生和發(fā)展，極大地推動了科學(xué)的發(fā)展，帶動了上世紀(jì)20年整個高新技術(shù)的發(fā)展，也帶動了整個工業(yè)的繁榮。阿波羅建立了巨大的功勛，它產(chǎn)生了3000多種技術(shù)成果，人們至今還在應(yīng)用阿波羅的很多成果。

月亮，浩瀚宇宙中的天然星體吸引著全世界的目光。美國宣布新太空計劃決定重返月球，歐空局提出建立月球基地的設(shè)想，日本、印度、俄羅斯、烏克蘭、德國等也相繼提出各自月球探測計劃。“嫦娥”故鄉(xiāng)中國則加快探索月球的步伐，其第一步——繞月探測工程正緊鑼密鼓地進(jìn)行。中國“嫦娥工程”首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)介紹說，月球上有豐富的太陽能，因為它一天是14.5天，那么太陽沒有任何遮擋，可以無限制的鋪設(shè)太陽能電池板，所以是一個非常豐富的太陽能，只要建3個太陽能發(fā)電廠，那永遠(yuǎn)有一個廠被太陽照射著。他說：“月球沒有水和大氣，沒有生命活動，沒有磁場和音響，也沒有火山和巖漿活動，幾乎沒有強(qiáng)的月震發(fā)生，是一個固態(tài)死亡的天體。但是，月球有弱重力和超潔靜的環(huán)境，蘊(yùn)藏了極其豐富的能源和礦產(chǎn)資源。”歐陽自遠(yuǎn)還說：“現(xiàn)在呢，科學(xué)家們又轉(zhuǎn)移到另外一個方面，就是月球土壤當(dāng)中的氦-3。氦-3是非常好的一種核聚變的燃料，而這種燃料在地球上所有的天然氣里，所有的核武庫里可以提煉的，一共加起來只有15噸左右。而月球上的儲量是100萬噸到500萬噸，人們已經(jīng)核算下來，大約全球能源的需求，就是我們現(xiàn)在燒的石油、煤、天然氣、太陽能統(tǒng)統(tǒng)加起來，大約每年需要氦-3的量是100噸。我國現(xiàn)在全年用的石油、煤、天然氣加起來，只需要氦-3的量是8噸，所以這是一個非常誘惑人的前景。這樣，用航天飛機(jī)從月球上每次可以運(yùn)13噸回來，運(yùn)一次，中國全年的能源需求全部解決。”他預(yù)計在30年后，氦-3將成為人類的主要能源，并能讓子孫后代使用幾萬年。

探究“天外來客”

1964年，歐陽自遠(yuǎn)參與了由周恩來總理親自部署的地下核試驗工程中的“選擇地下核試驗場并論證地下核試驗地質(zhì)效應(yīng)綜合研究”的任務(wù)。這件事情讓他感到非常激動，也感到壓力大。

在他看來，太陽系的九大行星，就好比是一個家族里的兄弟姐妹。它們之間一定有許多共性。地球科學(xué)家主要的任務(wù)是研究地球的起源和演化，但是，我們的目光如果僅僅局限于地球本身，是很難研究清楚的。

通過對野外地質(zhì)的詳細(xì)勘察、實(shí)驗室的測試分析、顯微鏡下的細(xì)微觀察以及理論的精細(xì)分析與計算，他和同事們提出了我國地下核試驗場的地質(zhì)構(gòu)造條件、地下核試驗過程的實(shí)驗圖像、控制大氣和地下水污染的措施、地下核試驗的綜合地質(zhì)效應(yīng)，爆后驗證成功。

中國僅有的兩次地下核試驗，歐陽自遠(yuǎn)都參加了，撒下了汗水，奉獻(xiàn)了智慧，立下了功勞，也積累了經(jīng)驗。

早在20世紀(jì)70年代，他從我國月球樣品系統(tǒng)測試分析研究中認(rèn)識到，隨著技術(shù)的進(jìn)步，月球的戰(zhàn)略意義、政治意義、經(jīng)濟(jì)意義和科學(xué)意義將遠(yuǎn)在南極之上。于是他及時、系統(tǒng)地整理了月球研究資料，主編了《月質(zhì)學(xué)研究進(jìn)展》，為將來我國的月球研究計劃作了必要的理論和資料準(zhǔn)備。

歐陽自遠(yuǎn)是中國最早研究隕石的人。他說：地球上的巖石是由礦物組成，但是隕石所含有的部分礦物卻是地球上尋不著的。隕石是太陽系的“考古”樣品，是構(gòu)成地球的初始物質(zhì)，是太陽系平均化學(xué)組成的代表，是孕育生命起源的胚胎，是行星際空間的天然探測器。隕石中鈾（U）、釷（Th）、鉀（K）、鋨（Os）、錸（Re）、銣（Rb）、鍶（Sr）、釤（Sm）和釹（Nd）同位素組成的測定與年齡計算，提供了元素的起源、星云形成、星云凝聚、行星形成、撞擊事件的一系列時標(biāo)，給出了太陽系形成和演化的時間序列。

1960年，內(nèi)蒙古附近轟隆隆地掉下一樣神秘的東西，人們猜測是火箭的噴嘴或是彈片。歐陽自遠(yuǎn)說：“別猜了，這是隕石，是一個小行星的一個碎片，落下來的速度很快，大火球轟隆隆地撞到地球，其實(shí)不到1公斤重，但是過程驚心動魄。”這是老天賜予他的第一份“禮物”，歐陽自遠(yuǎn)對這塊隕石進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。

幸運(yùn)的是，老天的第二份“禮物”更厚重。1976年3月8日下午，世界上規(guī)模最大的一次隕石墜落事件——吉林隕石雨事件。“那天下午3點(diǎn)左右，天空中突然出現(xiàn)了幾個大火球，整個區(qū)域里響起轟轟聲，然后就降落了一片隕石。散落的區(qū)域500平方公里，長大概有82公里，降落這場隕石雨最大的一塊在最前面，加起來有7噸，第二塊是410公斤，第三塊是125.5公斤，第四塊是80公斤，很規(guī)律地排下去，一直排到最后一塊只有兩克。

吉林隕石雨給中國的廣大科技工作者提供了一個展示才華、發(fā)揮智慧的極好的機(jī)遇，也給中國的天體化學(xué)的形成與發(fā)展帶來了曙光。正是由于長期對地外天體——隕石、宇宙塵和相關(guān)知識的研究與積累，歐陽自遠(yuǎn)被委以組織由全國有關(guān)研究單位及高等院校參加的全國性聯(lián)合科學(xué)考察組的重任，對吉林隕石進(jìn)行了世界上規(guī)模最大的、深入而系統(tǒng)的綜合性研究，獲取了極大的成功，發(fā)表了近百篇具有國際先進(jìn)水平的論文。特別是歐陽自遠(yuǎn)在國際上首次提出的“吉林隕石多階段宇宙線暴露歷史”和“吉林隕石形成演化模式”不但得到了國際上廣泛認(rèn)同和應(yīng)用，而且成為目前國際隕石學(xué)研究領(lǐng)域的一個經(jīng)典模式。

當(dāng)年9月12日，云南也出現(xiàn)了幾條火龍。幾條火龍從云南一直飛過貴州，進(jìn)入四川境內(nèi)。歐陽自遠(yuǎn)聞訊立即組織了13支隊伍，尋找隕石。“我們當(dāng)時在貴陽的清鎮(zhèn)找到兩塊。這個隕石很特殊，是世界上極為珍稀的頑火輝石球粒隕石。它是在非常還原的條件之下，靠近太陽附近形成的，它的形成條件、環(huán)境對于我們認(rèn)識太陽系的起源、地球的起源都是非常珍貴的標(biāo)本——我們現(xiàn)在叫他清鎮(zhèn)隕石。”

更為可貴的是，歐陽自遠(yuǎn)以此為契機(jī)，把智慧的觸覺伸向了高空、海底和地層中的宇宙塵，伸向了月球巖石等地外物質(zhì)，伸向了太陽系各行星、衛(wèi)星、小天體的國際探測與研究，伸向了地球歷史中地外物體撞擊并誘發(fā)氣候和環(huán)境災(zāi)變與生物滅絕過程的研究領(lǐng)域，伸向了地球原始不均一性的形成與演化對全球構(gòu)造演化與成礦控制的理論分析等，這些自成體系的理論、觀點(diǎn)在歐陽自遠(yuǎn)心智的澆灌下，構(gòu)筑出我國天體化學(xué)研究的理論框架，并創(chuàng)立了中國的天體化學(xué)。

1978年，美國總統(tǒng)安全事務(wù)顧問布熱津斯基來中國訪問，送給中國一塊僅有1克重的從月球上帶來的石頭，澆鑄在一塊有機(jī)玻璃里。美國人去過月球6次，這塊是哪次登月采集的？采自月球哪個地方？無人知道，美國當(dāng)然也不會透露。當(dāng)時國內(nèi)研究天體巖石的科學(xué)家很少，有關(guān)部門就把這極其珍貴的來自月球的石頭送到了歐陽自遠(yuǎn)那里。

面對這塊不及小指甲尖大的月球巖石，歐陽自遠(yuǎn)興奮異常。他小心翼翼地將這塊石頭分成兩半。一半用作研究，另一半則送給了北京天文館，讓公眾也都親眼看看月巖。然后，他列出要進(jìn)行分析鑒定的項目，全國十幾家研究所一起來做分析研究。結(jié)果不僅確認(rèn)了這塊石頭是阿波羅17號登月時采集的，而且還確認(rèn)了采集的地點(diǎn)，確認(rèn)了這塊石頭所在的地方是不是有陽光的照射。最后，美國人不得不服氣地說：“真沒想到，我們什么都沒說，你們居然都搞清楚了。”

隕石，是讓歐陽自遠(yuǎn)尋找地外星球的信號，而作為天體化學(xué)家來說，小行星的撞擊也給了他很多關(guān)于地球演化的啟示。“我研究的是已經(jīng)撞了地球的小行星。怎么撞的呢？”歐陽自遠(yuǎn)列出了幾個數(shù)字。小行星運(yùn)行是每秒45公里，地球是30公里，對撞就是75公里，追著撞就是15公里，這個速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過火箭的速度。在歐陽自遠(yuǎn)看來，6500萬年前地球就遭遇了一次小行星的撞擊，誘發(fā)了全球性的氣候與環(huán)境災(zāi)變和大批物種滅絕，恐龍就是在這個過程中滅絕的。

“我們實(shí)測當(dāng)時年平均溫度下降了18度。昏暗的地球，植物的光合作用基本停止，大批的植物死亡，而植物死亡引起了很多以植物為食物的動物的大批死亡。這次撞擊大約有70%地球的物種被滅絕了。”歐陽自遠(yuǎn)的證據(jù)是他在西藏的崗巴地區(qū)的海相地層剖面中發(fā)現(xiàn)的，“白堊紀(jì)時代，我們國家只有西藏地區(qū)是海洋，當(dāng)年的證據(jù)在經(jīng)歷了滄海桑田的巨變中保留了下來，全世界100多個地點(diǎn)都找到了類似的證據(jù)”。

與“嫦娥姐姐”結(jié)下不解之緣

月球是人類共同的財產(chǎn)。然而，它畢竟是一個毫無政治邊界的地方，“誰先到達(dá)誰先占有，誰先開發(fā)誰先利用”已成為一條潛規(guī)則。歐陽自遠(yuǎn)帶領(lǐng)他的團(tuán)隊加快了科研步伐，希望早日為中國在探月領(lǐng)域爭得一席之地。

1992年，中國載人航天工程立項，這讓時任中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)局局長、中國科學(xué)院地球化學(xué)所所長的歐陽自遠(yuǎn)看到了希望。既然國家可以搞載人航天，那么，探月就不再會是空想。于是，幾個月后，歐陽自遠(yuǎn)奮筆疾書，伏案鄭重寫下了近兩萬字的報告《我國開展月球探測的必要性與可行性》。

2001年，“嫦娥”一號工程的科學(xué)目標(biāo)和有效載荷通過了國家評審；2001～2002年間，國防科工委委托孫家棟院士組織全國各方面力量，對繞月探測工程進(jìn)行了1年多的綜合立項論證，得出的結(jié)論認(rèn)為：“科學(xué)目標(biāo)明確、先進(jìn)，技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)，沒有顛覆性的技術(shù)問題。” 據(jù)悉：“嫦娥”一號工程由五大系統(tǒng)組成，分別是運(yùn)載火箭、月球探測衛(wèi)星、發(fā)射場、測控和地面應(yīng)用。

經(jīng)過反復(fù)論證，國務(wù)院總理溫家寶于2004年1月24日親筆簽字，批準(zhǔn)了中國月球探測一期工程——繞月探測工程（也稱“嫦娥工程”）項目的立項。次日，國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會對外宣布正式啟動繞月探測工程。隨即，國家成立了有國防科工委、財政部、總裝備部、中科院、航天集團(tuán)等單位領(lǐng)導(dǎo)和專家參加的繞月探測工程領(lǐng)導(dǎo)小組，并正式任命了工程的總指揮、總設(shè)計師和首席科學(xué)家，即“嫦娥工程三巨頭”。其中，歐陽自遠(yuǎn)被任命為“嫦娥工程”首席科學(xué)家。

歐陽自遠(yuǎn)對實(shí)施探月計劃如數(shù)家珍。歐陽自遠(yuǎn)說：“嫦娥工程”實(shí)際上是探月計劃，是無人探測，主要是使用機(jī)器人對月球進(jìn)行精細(xì)的探測。中國載人登月必須經(jīng)過對月球進(jìn)行“繞、落、回”3個階段的探測，也就是在發(fā)射環(huán)月衛(wèi)星探測、月球車在月球表面巡視探測、派機(jī)器人探測月球并取回樣本加以研究之后，才能實(shí)現(xiàn)載人登月的夢想。

歐陽自遠(yuǎn)進(jìn)一步解釋說，從載人航天到載人登月是個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，有很多技術(shù)難題需要攻克，比如宇航員的出艙、飛船的對接、大推力火箭的研制等等，都不是短期內(nèi)能解決的。另外，我國畢竟是第一次探測月球，第一次向月球發(fā)射探測衛(wèi)星，對月球的了解非常有限，所以只有在基本完成3個階段不載人月球探測任務(wù)后，通過對探測、勘察、采樣取得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析，再結(jié)合當(dāng)時國際上月球探測發(fā)展情況和我國的國情國力，才能擇機(jī)實(shí)施載人登月探測。但探月將為載人登月積累寶貴的經(jīng)驗和技術(shù)。

歐陽自遠(yuǎn)稱，中國探月工程前有阻擊、后有追兵，所有零部件全靠自主研發(fā)，沒有一件來自國外。“由于月球在軍事、能源等方面有重要意義，各國都對探月非常關(guān)注。美國、英國、日本等西方國家斥巨資實(shí)施探月計劃，印度等國家也蓄勢待發(fā)。在這樣的形勢下，中國的探月工程很難得到國際上其他國家的技術(shù)幫助。”

“科學(xué)研究也象在高速公路上賽車，別人比你起步早，你要超過他，必須另外選擇賽道。我們的探月計劃雖然起步晚，但起點(diǎn)要高，要有創(chuàng)新。我們的首次月球科學(xué)探測主要目標(biāo)：首先為月球畫像，包括高緯地區(qū)和南北極區(qū)。其次，我們希望探測出月球上14種有用元素的分布，美國已經(jīng)探測出5種元素。第三是進(jìn)行全月球的月壤厚度探測，別的國家還沒有做；最后我們將探測地月的空間環(huán)境。”歐陽自遠(yuǎn)說，美國阿波羅計劃共花費(fèi)了256億美元，但帶動了整個美國高科技發(fā)展和經(jīng)濟(jì)騰飛。“實(shí)際上，探月是我們不能不做的一項工作。以現(xiàn)在的國際形勢來看中國如果不做，就難逃再次落后挨打的命運(yùn)。”

建立“月球城市”并不是夢

在欒恩杰、孫家棟、歐陽自遠(yuǎn)等一大批當(dāng)代科學(xué)巨匠的努力下，中國目前的探月計劃實(shí)施情況“十分良好”。歐陽自遠(yuǎn)說他們的團(tuán)隊是一個高效率的集體：“國家航天局局長欒恩杰親自擔(dān)綱總指揮，孫家棟為總設(shè)計師……他們的領(lǐng)導(dǎo)能力讓我非常佩服。”

目前，我國能自主承擔(dān)從運(yùn)載火箭、衛(wèi)星研制、探測儀器、測控能力到對月球信息的處理、樣品的分析等全部工作。我國已列出了探月計劃的時間表：2007年，發(fā)射“嫦娥一號”月球探測衛(wèi)星，月球衛(wèi)星的設(shè)計壽命為1年；2012年前后，中國的月球車實(shí)現(xiàn)月球表面軟著陸；2017年之前，中國研制的機(jī)器人將把月球土壤樣品采回地球。“中國已經(jīng)具備登月能力，但只是有去無回，登月我們還缺少返程票。我們現(xiàn)有的火箭已有足夠能量把登陸艙發(fā)射到月球上，但如果加上返回所需的燃料、回收艙等，我們火箭的最大載重量還不夠。從實(shí)現(xiàn)載人飛行，到載人登月成功，還有很長的路。”

“宇航員的宇航服也有特殊要求。”在歐陽自遠(yuǎn)看來，月球是超高真空，而且溫差極大，正130度，負(fù)130度的巨差。另外，宇航員返回地球也是一大考驗。這時還需要借助火箭之力離開月球表面，跟等候的飛船交匯對接。這些都是必備條件。

“地球是我們的搖籃，我們?nèi)祟惥褪堑厍虻氖刈o(hù)神。探月也是從另一視角來保護(hù)我們的地球。”歐陽自遠(yuǎn)說，“不過我必須強(qiáng)調(diào)的是，在十年之內(nèi)沒有國家可以實(shí)現(xiàn)載人登月。”“即使是美國，在面臨阿波羅用的全部飛船和火箭以及所有的技術(shù)幾乎都過時的狀況下，也要在至少10年以后才能重圓載人夢想。”

人類將在月球興建實(shí)驗工廠、農(nóng)場等，實(shí)現(xiàn)月球“地球村”的自給自足，并逐步建立起“月球城市”。歐陽自遠(yuǎn)指出，在“月球城市”中，人類有可能建立全球性、并聯(lián)式的太陽能發(fā)電廠，并通過傳輸為地球提供長期、穩(wěn)固的能源。同時，人類還將從月壤和月巖中提取金屬、氧、氣體資源甚至水，利用月球上的弱重力、高真空和超純凈等條件，研制和生產(chǎn)出地球上極難獲得的新型材料。

月球是人類空間活動的前哨站和轉(zhuǎn)運(yùn)站，是登上火星的跳板。在歐陽自遠(yuǎn)的辦公室里，有兩張很大的地圖，一張是月球表面圖，一張是火星表面圖。他指著墻上的火星地圖說：人類現(xiàn)在對火星研究的目標(biāo)：一是了解火星的環(huán)境，人類企圖通過長期的工作，把火星改造成第二個適合人類居住的“地球”；二是尋找火星是否有生命？或者曾經(jīng)發(fā)育過生命？那么首先要找到水；三是深入研究火星、地球和整個太陽系的起源與演化。

中國的火星探測現(xiàn)在正在有條不紊地進(jìn)行，估計2010年前后就可以進(jìn)行火星的探測了。歐陽自遠(yuǎn)說：“到月球上去，是中國人的一個夢，也是全人類的一個夢。”