“估計10年之內,中國人登月就不再是凄美的神話,而能變成真正的現實。”2014年5月12日,在中國科協青少年科技中心主辦、江蘇省科協青少年科技中心承辦的“航天科技連著你和我——院士專家江蘇行”啟動儀式上,中國運載火箭技術研究院運載火箭系列總設計師、中國工程院院士龍樂豪透露了這個消息。
探月究竟有什么用、中國人什么時候能登上月球、“嫦娥三號”和“玉兔號”的現狀如何、“嫦娥四號”“嫦娥五號”“嫦娥六號”又將何時發射、大推力火箭能給我們的生活帶來哪些直接益處……這些中學生很感興趣的科學問題,龍樂豪院士一一作了解答。
“嫦娥家族三姐妹”結局不一
說起大家熟知的“嫦娥家族成員”——“嫦娥一號”、“嫦娥二號”和“嫦娥三號”,這“三姐妹”的最終歸宿可以說大不一樣。
作為“嫦娥家族”中的“大姐”,“嫦娥一號”于2007年10月24日發射升空,在完成獲取月球表面三維影像等任務后,2009年3月1日,它以撞擊月球預定地點的方式,結束了它的使命。這樣做的目的,是為后續探測器能精確地在月球上實現軟著陸打下基礎。

2010年10月1日,“嫦娥二號”成功奔月,開始了它的星際旅行。它先是給月亮拍了一張高清晰的立體全身照,隨后又從月球軌道出發,飛赴日地拉格朗日L2點觀測太陽,并給小行星“戰神”拍了首張高清照。“嫦娥二號”最為重要的任務是測試深空探測能力,為以后進行火星等其他深空探測打下良好的基礎,并儲備一些寶貴的信息材料。
現在,“嫦娥二號”已經旅行到哪里了呢?龍樂豪院士透露,如今“嫦娥二號”在太空已經旅行快4年了,它已經飛行到了距離地球1億千米的深空,但是它“身體狀況”一直良好,攜帶的能源也很充足。“它可以飛行到距離地球3億千米處。”龍樂豪院士說。
盡管“嫦娥二號”距離地球越來越遠,但它的行蹤依然在監控中,龍樂豪院士用了一個很形象的比喻,就像放風箏一樣,“嫦娥二號”飛得再遠,它的風箏線卻始終在中國科學家手里。龍樂豪院士說:“我國的遠距離測量與控制能力非常強,現在,我們不僅知道它在哪里,還知道它在干什么,這非常難得。”
但是,“嫦娥二號”最后也不會返回地球了,它將在太空中繼續飛行下去,一直到能源耗盡。
在“嫦娥家族”中,被稱為“三姑娘”的“嫦娥三號”最受關注。2013年底,“嫦娥三號”攜帶“玉兔號”月球車成功登月,如今,“玉兔號”的設計壽命已滿,“嫦娥三號”的最終歸宿也是留在月球上,在能量耗盡之前盡可能地進行各種科學探測。龍樂豪院士說,雖然目前 “玉兔”在月球“生病”,已是不能“痊愈”,但事實上,“嫦娥三號”的目標就是在月球上落下去、動起來,就這一點而言,“嫦娥三號”已經圓滿地完成了它的任務。
“嫦娥四號”的落月計劃可能取消
“嫦娥三姐妹”都已經完成了它們的歷史使命,那接下來又該誰出場了?此前有消息稱,“長征五號”火箭將在2014年攜“嫦娥四號”衛星登陸月球,但據龍樂豪院士透露,2014年應該不會發射“嫦娥四號”,也許,“嫦娥四號”落月的計劃會取消。
龍樂豪說,2014年要用“長征三號乙”火箭做一個飛行試驗器實驗,具體做法是,搭載一個探測器從地球上起飛,繞著月球轉,然后再以每秒超過11.2千米的第二宇宙速度返回地球,看它能不能安全著陸。“這一切都在計劃之中。不過,這一次的飛行試驗器不會落在月球上,主要目的是驗證它以第二宇宙速度飛行、再度回來的時候,會不會出問題。”
“嫦娥四號”是“嫦娥三號”的備份星,就像“嫦娥二號”是“嫦娥一號”的備份星一樣。設計人員最初的設想是,如果“嫦娥一號”發生意外沒有完成繞月,“嫦娥二號”將去執行同樣的任務,后來,“嫦娥一號”出色地完成了使命,“嫦娥二號”隨即改變了原先的任務設定,改為深空游。現在,“嫦娥三號”完成了落月后再動起來的任務,但“玉兔”卻生病了,這給“嫦娥四號”帶來了難題。“本來‘嫦娥四號’是作為‘嫦娥三號’備份的,現在,‘嫦娥四號’會不會再上去繼續完成這個任務,還沒有最后定。”龍樂豪透露,“嫦娥四號”會不會飛天、什么時間飛、任務是什么,現在都沒定,目前看來,可能會取消“嫦娥四號”落月計劃。
不管“嫦娥四號”最終將執行什么任務,在2017年、2018年,“長征五號”火箭依舊將按照原定計劃,攜帶“嫦娥五號”、“嫦娥六號”奔月,并從月球上把月壤取回。
中國已具備載人登月基本技術
而載人登月,“估計10年之內,中國人登月就不再是凄美的神話,而能變成真正的現實。”龍樂豪院士信心十足。他說,作為唯一把宇航員送上月球的國家,美國在20世紀60年代前后為實現載人登月的“阿波羅計劃”,實行了4項月球探測計劃,而中國現有的技術實力,已超過美國的阿波羅登月時期。
載人登月難度首先在于火箭運載能力,中國要實現載人登月,必須研制大型運載火箭,龍樂豪院士說,“我認為載人登月技術理念和技術基礎已完全具備了,但是必須按照工程項目配套一項一項地去研制,所以這需要一個過程。因此只要下定決心,我們完全有可能在2025年前后,用‘長征九號’運載火箭,把3~5人送到月面,在月面停留后再安全返回。”
中國火箭事業的三個展望

提起中國火箭事業的未來,龍樂豪院士提出他有三個展望。
第一個展望是繼續改進現役火箭,構建三大工程。其一就是北斗導航全球衛星系統,到2020年,我們要建成一個覆蓋全球的北斗衛星導航系統;其二是繼續完成中國載人航天“三步走”計劃,這里面的“第一步”(載人航天)和“第二步”(建立空間實驗室)都已經完成了,目前正在進行“第三步”,也就是在2020年以前建立空間站,進展非常順利;其三是繼續完成“大小三步走”的月球探測計劃。作為探月工程顧問,龍樂豪院士這樣解讀月球探測計劃:共分為“大三步”和“小三步”。現在的“繞、落、回”是“小三步”,這三步加起來都叫“探月”,包括繞月探測、落月探測和采樣返回。“大三步”的第一步是“探月”,第二步叫“登月”,“登月”就是像美國宇航員阿姆斯特朗一樣站到月球上,第三步叫“駐月”,就是在月球上建立衛星基地。
第二個展望是盡快實現新一代運載火箭的首次飛行和運載能力的提高。2015年,“長征六號”運載火箭將要起飛, 2016年,“長征七號”運載火箭將要起飛,接著是“長征五號”,最后是載人登月的“長征九號”。
第三個展望是構建快速響應的運載火箭,這個主要是國防建設的需要。
能源危機也許要靠大推力火箭來解決
隨著“嫦娥工程”的逐步實施,有一個問題總是被人們熱議:“探月究竟有什么用?”龍樂豪院士笑言,自己不止一次被問及這個問題。他說:“哥倫布當年發現新大陸時,也不知道那塊土地能有什么用,誰能想到它今天卻那么重要。月球等地外天體上有一大堆寶貴的資源,肯定是誰先到誰先得,今天看登月好像沒多大意義,但未來的事情誰又說得準呢?”
“我們已探明,目前月球上儲存了100萬~500萬噸的高效清潔安全的氦-3能源。”龍樂豪說,100噸的氦-3就可以保證全世界1年的能源需求,只要航天技術發達了,我們就能到月球上挖氦-3去,那將讓全球能源格局發生重大改變。
除了上月球挖氦-3,以后我們還能利用大推力火箭建造地球同步軌道空間太陽能電站。
龍樂豪院士解釋道:“在地球同步軌道上,每平方米的太陽能可以產生1 000多瓦的熱能。如果我們在同步軌道上部署一條1千米寬的太陽能電池板,把接收到的太陽能量轉成激光或微波傳到地面上,再由地面設備轉成電能,當微波或激光的轉換率為100%時,一年接收、轉換的能量就等于地球可開采石油的總量。”
正因為空間太陽能電站是一個能給人類生活帶來無限益處的項目,如果有一天我們真的將它建成,人類就不用為能源枯竭問題而擔心。但它的成功與否涉及許多技術問題,首
當其沖的便是運載火箭的發展水平。龍樂豪院士說:“這項工程相當于將長江三峽這樣大容量的發電站,從地面搬到離地球36 000千米高度的地球同步軌道上去,那得發射多少次運載火箭啊!這也是為什么我們要不遺余力發展運載火箭的原因之一。”