當(dāng)嫦娥擁抱月亮

董薇

40年前，當(dāng)中國(guó)收到美國(guó)送來(lái)的一克月壤時(shí)，我們?nèi)绔@至寶。不過(guò)這一克的月壤也成了壓在所有中國(guó)人心頭的意難平。為了不再只能“舉頭望明月”，中國(guó)航天人在2020年，將嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器送上月球，并帶回2公斤月壤，終于如愿以償。

仰望星空

追溯人類的登月歷史，不得不提萬(wàn)戶這個(gè)人。

明末萬(wàn)歷年間，也就是14世紀(jì)末期，士大夫萬(wàn)戶將自己綁在椅子上，手舉兩只大風(fēng)箏，點(diǎn)燃椅背上的47支火箭，試圖利用風(fēng)箏調(diào)整方向，憑借火箭的推力飛向月球，不幸火箭爆炸，萬(wàn)戶也為此獻(xiàn)出了生命。雖然粉身碎骨，但萬(wàn)戶卻成為世界公認(rèn)的世界航天第一人，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)為紀(jì)念他的壯舉，還將月球上的一座環(huán)形山以他的名字命名。

雖然是一次代價(jià)巨大的狂想，但萬(wàn)戶的推力升空和風(fēng)力轉(zhuǎn)向兩項(xiàng)理念，卻為世界航天人指出了方向。

1969年7月20日，由德國(guó)人沃納·馮·布勞恩將火箭技術(shù)引入美國(guó)的25年后，由他親自主持研究的土星5號(hào)運(yùn)載火箭，終于開(kāi)啟了人類第一次大規(guī)模的登月行動(dòng)。宇航員柯林斯在指揮艙內(nèi)控制著宇宙飛船進(jìn)入月球軌道，阿姆斯特朗和奧爾德林則在登月艙內(nèi)準(zhǔn)備登陸月球。“35°、228米，15°、165米，4°、45米……”高空速度逐漸減小，宇宙飛船尋找著月球著陸點(diǎn)。隨著監(jiān)控器那邊傳過(guò)來(lái)“基地平穩(wěn)”的信號(hào)，阿波羅11號(hào)飛船將兩名宇航員送上月球。

當(dāng)阿姆斯特朗回歸地球走下舷梯時(shí)，一句“這對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)只是一小步，但對(duì)人類來(lái)說(shuō)卻是一次巨大的飛躍”，終究成為了人類航天里程碑上可以大書的第一次。

登月從夢(mèng)想化為現(xiàn)實(shí)，人類經(jīng)過(guò)了600年的探索，在這漫長(zhǎng)的研究中，人類主要解決了兩項(xiàng)卡脖子的技術(shù)，那就是運(yùn)載火箭和交會(huì)對(duì)接技術(shù)。運(yùn)載火箭技術(shù)指的是，將人們制造的各種航天器推向太空的載具。運(yùn)載火箭一般為2—4級(jí)，用于把人造地球衛(wèi)星、載人飛船、航天站或行星際探測(cè)器等送入預(yù)定軌道，它為登月提供動(dòng)力的基礎(chǔ)，憑借著運(yùn)載火箭的推動(dòng)力，飛船就能逃離地球引力的束縛；而交會(huì)對(duì)接技術(shù)就是將航天飛機(jī)在空間軌道上會(huì)合，并在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè)整體的技術(shù)。這一技術(shù)奠定了人類在月球上一切行為的基礎(chǔ)，它猶如一條隧道，只有通過(guò)它才能到達(dá)月球彼岸。

說(shuō)到這，有的人會(huì)疑問(wèn)。既然，運(yùn)載火箭和交會(huì)對(duì)接技術(shù)能把宇宙飛船送到任何軌道，為什么我們要這么執(zhí)著于登月，而不直接去太空遨游呢？原因很簡(jiǎn)單，也很現(xiàn)實(shí)。首先，月球是離地球最近的星球，登月的難度是其他太空探索中相對(duì)簡(jiǎn)單的，其技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)都是太空探索的基礎(chǔ)。其次，月球可以作為人類太空探索的出發(fā)點(diǎn)，人類從月球出發(fā)可以擺脫大氣層的阻隔，使得深層次的太空探索變得更加高效，月球也可以作為太空探索的中轉(zhuǎn)站和補(bǔ)給站，空間站性質(zhì)的作用得以凸顯。人類可以在月球上建設(shè)諸如食物補(bǔ)給基地、能源補(bǔ)給基地，為太空探索提供可延續(xù)的物質(zhì)保障。

嫦娥系列

20世紀(jì)50年代至70年代，美國(guó)和蘇聯(lián)這兩個(gè)超級(jí)大國(guó)在冷戰(zhàn)背景下，分別開(kāi)展了大量的探月活動(dòng)，掀起了人類登月的第一波熱潮，而隨著美國(guó)在月球插上第一面國(guó)旗、帶回第一份月壤，這場(chǎng)月球爭(zhēng)奪戰(zhàn)終于以美國(guó)的勝利落下帷幕。此后，美國(guó)以技術(shù)優(yōu)勢(shì)和壟斷手段，一直領(lǐng)跑世界航天領(lǐng)域，并累計(jì)6次，送了12位宇航員成功登月。不過(guò)，在1972年12月之后，美國(guó)的登月行動(dòng)卻戛然而止，其中原因至今仍是個(gè)謎，民間傳言最廣的是，美國(guó)的登月計(jì)劃總耗資達(dá)到500億美元，約占當(dāng)時(shí)美國(guó)GDP的0.57%、全國(guó)科技研究經(jīng)費(fèi)的20%，費(fèi)用不足所以才緊急叫停。

之后，全球的探月計(jì)劃幾乎進(jìn)入了冰封期，直到21世紀(jì)初，人類對(duì)探月的熱忱又一次被點(diǎn)燃，并紛紛制定出本國(guó)的登月計(jì)劃：日本宣稱計(jì)劃于2025年在月球建立基地，讓機(jī)器人做月球的“拓荒者”；印度計(jì)劃在2008年發(fā)射第一艘無(wú)人登月飛船“月亮飛船-I號(hào)”；美國(guó)則提出于2015年再度登月，并在月球建設(shè)“多國(guó)太空站”……

中國(guó)探月在今天異軍突起，“繞”“落”“回”三步完美實(shí)現(xiàn)，并將月壤樣品成功采回地球。執(zhí)行此次探月任務(wù)的嫦娥系列探測(cè)器，早已實(shí)現(xiàn)了“五戰(zhàn)五捷”：嫦娥一號(hào)、嫦娥二號(hào)、嫦娥三號(hào)、嫦娥五號(hào)高速再入返回實(shí)驗(yàn)，嫦娥四號(hào)探月“繞、落”。此次嫦娥五號(hào)的“繞、落、回”更是實(shí)現(xiàn)了我國(guó)探月史上的4個(gè)首次，即首次在月球表面自動(dòng)采樣，首次從月面起飛，首次在38萬(wàn)公里外的月球軌道上進(jìn)行無(wú)人交會(huì)對(duì)接，首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

由此可見(jiàn)，集我國(guó)“硬核”科技創(chuàng)新技術(shù)于一身的嫦娥五號(hào)探月飛船，促成了中國(guó)航空航天實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)戶的夢(mèng)想。

月球權(quán)益

2020年12月3日晚，嫦娥五號(hào)上升器成功離開(kāi)月球，進(jìn)入預(yù)定環(huán)月軌道，帶著月壤開(kāi)始了它的回家之旅，中國(guó)也成為繼美國(guó)和前蘇聯(lián)之后，第三個(gè)在月球采集土壤樣本的國(guó)家。當(dāng)然，有得必有舍，為了獲得這些月壤，嫦娥五號(hào)的總投入已經(jīng)超過(guò)了30億人民幣，平均一克月壤的價(jià)值超過(guò)了150萬(wàn)元，相當(dāng)于黃金的3000倍。可能很多人不理解，花上數(shù)十億只為到月球上挖土，這真的值得嗎？答案不僅是肯定的，甚至可以用“超值”來(lái)形容。

探月工程的實(shí)施有著極其重要的資源價(jià)值，雖然此次嫦娥五號(hào)帶回的月壤無(wú)法耕種，我們會(huì)有些許失望，但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月巖中的100多種礦物之中，很多都是地球稀有礦物。例如，氦-3作為一種高效的清潔能源，地球僅有15噸左右，尚不能支持美國(guó)半年的用電量，而月球上的氦-3保守估計(jì)可供全世界開(kāi)采500年。

氦-3是一種氦氣同位素氣體，化學(xué)符號(hào)3He，氣體具有無(wú)色，無(wú)味，無(wú)臭穩(wěn)定的氣體。氦-3可以和氫的同位素發(fā)生核聚變反應(yīng)，但是與一般的核聚變反應(yīng)不同，氦-3在聚變過(guò)程中不產(chǎn)生中子，所以放射性小，而且反應(yīng)過(guò)程易于控制，既環(huán)保又安全。氦大部分集中在顆粒小于50微米的富含鈦鐵礦的月壤中，估計(jì)整個(gè)月球可提供71.5萬(wàn)噸氦-3。這些氦-3所能產(chǎn)生的電能，相當(dāng)于1985年美國(guó)發(fā)電量的4萬(wàn)倍，考慮到月壤的開(kāi)采、排氣、同位素分離和運(yùn)回地球的成本，氦-3的能源償還比估計(jì)可達(dá)250，是地球上所有煤礦的16倍。

如今，國(guó)際能源競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，任何能影響能源分配的技術(shù)，都可能成為國(guó)家安全的重要因素。況且，探月工程也是維護(hù)我國(guó)月球權(quán)益的迫切需求。我國(guó)只有開(kāi)展月球探測(cè)并取得一定成果，才具有分享開(kāi)發(fā)月球權(quán)益的實(shí)力，才能維護(hù)我國(guó)合法的月球權(quán)益。盡管聯(lián)合國(guó)在1984年通過(guò)的《指導(dǎo)各國(guó)在月球和其他天體上活動(dòng)的協(xié)定》中規(guī)定，月球及其自然資源是人類共同財(cái)產(chǎn)，任何國(guó)家、團(tuán)體不得據(jù)為己有。但是，維護(hù)中國(guó)的空間利益要靠實(shí)力說(shuō)話。嫦娥五號(hào)的成功采樣歸來(lái)，填補(bǔ)我國(guó)月球探測(cè)的空白，使中國(guó)跨入月球國(guó)家的行列，這對(duì)于維護(hù)我國(guó)的月球權(quán)益，提高國(guó)際威望，具有十分重要的意義。

正如現(xiàn)代宇航學(xué)奠基人、航天之父，蘇聯(lián)的齊奧爾科夫斯基所說(shuō)：“地球是人類的搖籃，但人類不能永遠(yuǎn)生活在搖籃里，他們將首先小心翼翼穿出大氣層，然后去征服太陽(yáng)系。”而月亮，就是所有人登上的第一級(jí)臺(tái)階。