太空美術──我國首顆月球探測器(資料)
10月24日18時05分,搭載著我國首顆探月衛星嫦娥一號的長征三號甲運載火箭在西昌衛星發射中心三號塔架點火發射。新華社記者李剛攝
■中國人不能只圍著地球轉。飛出地球,探索宇宙,是中華民族的千年夢想和夙願。
■維護本國的空間利益,靠的還是實力。誰先登月誰先受益,今天仍然是難以改變的客觀事實。
■探月一期工程總經費不超過20億元人民幣,只相當於修建3千米地鐵的錢,但中國人將受益無窮。
隨著我國首枚月球探測衛星“嫦娥一號”發射升空,引發了人們仰望星空探索未知的興趣。中國為什麼要探月?探月的價值和效益究竟何在?探月與普通百姓的生活是否相關?且聽中國繞月探測工程總指揮欒恩傑、總設計師孫家棟、月球應用科學首席科學家歐陽自遠三位“老總”細細道來。
奔月,不僅僅是傳説
問:現在開展月球探測工程,是否考慮了提高國家威望這一因素?
欒恩傑:中國人不能總圍著地球轉。中國航天技術在突破載人航天技術之後,繼續進軍深空探測領域可以説是箭在弦上,這也是航天技術發展的必然規律和選擇,而深空探測的目標首先就是月球。早晚都要走這一步,晚幹不如早幹。所以,適時開展以月球探測為起點的深空探測,是我國航天事業持續發展,有所創新、有所突破的重要舉措。飛出地球,探索月亮,是我們這個民族千年夢想,它不僅是出於人類探索未知世界的天性,也是對民族夙願的最好回應。
價值,不僅僅是現在
問:探月工程對推動中國科學技術發展有什麼重要意義?
欒恩傑:在具備相當的基礎、條件時,不失時機地推出重大工程,通過實施重大工程可以推動科學技術的發展,促進國家科技工業綜合實力的提高。任何學科都要通過不斷創新獲得發展,重大航天工程能夠促進高新技術和基礎技術的創新發展,這在國內外科技發展歷史中早已得到證明。實際上,正是若干關鍵的重大工程帶動了我國應用衛星技術、載人航天技術的創新和發展。
孫家棟:中國在開展探月工程中,要突破一系列關鍵的技術,比如遠距離數據傳輸與通信、人工智慧、自動化加工、微波傳輸、材料和工藝、新型傳感器、導航與控制、熱控、空間核電源等,涉及了許多新的領域。這些新的突破又將推動一大批基礎科學和應用技術的發展,並在軍事和民用領域得到延伸、推廣和二次開發,為工業與經濟發展帶來實際利益。
歐陽自遠:空間科學的發展需求也是月球探測工程上馬的一個重要原因。長期以來,中國空間科學研究都是用國外的二手資料,嚴重影響了我國空間科學的研究。
比如,國外對月球上5種有用元素的全球性資源分佈作了詳細研究,但是它發表的東西非常粗糙。隨著我國空間科學的迅速發展,僅靠一些二手資料是無法滿足試驗和科研需求的。探月活動還將帶動一系列基礎科學的發展,對於研究月球、地球、太陽系以及地月系統的起源與演化等一些基本問題,都是十分有幫助的。因此,我們需要航天工程能有新的突破,為空間科學的進一步發展提供條件。
利益,不僅僅是金錢
問:中國是個發展中國家,探月工程與老百姓的生活有什麼關係?
欒恩傑:中國是發展中國家,正是發展才需要原動力。美歐等發達國家和地區的經驗都説明,經濟發展需要科學技術支撐,中國繞月探測工程的切入點正在這裡。
據統計,從阿波羅登月計劃派生出了大約3000種應用技術專利,這些技術滲透到美國國民經濟的各個角落,帶動了包括計算機技術、遙感技術、數據傳輸與通信、激光技術、新材料技術、生物工程、醫學等各方面産業的發展,並將這些技術在軍事和民用領域推廣和二次開發,形成了一大批高科技工業群體,既拉動了經濟的發展,也改善了百姓的生活。
歐陽自遠:有人問,探月究竟有什麼樣的經濟效益?雖然中國的科學家目前還説不出一個準數,但是美國提供了一個例子,美國的“阿波羅”計劃投資了約256億美元,但它帶動了20世紀六七十年代美國高新技術的全面發展與工業繁榮,這是世界公認的。20世紀七八十年代,支撐美國國民經濟高速發展的技術,很大一部分來自對月球探測技術的消化和二次開發。其二次開發應用的效益,遠遠超過阿波羅計劃本身所帶來的直接經濟産出。
問:中國目前是否具備開展探月工程的經濟條件?
欒恩傑:改革開放後,國家經濟增長很快。1978-2002年,我國國內生産總值(GDP)年平均增長率為9.3%,2004年全國的GDP達到14000億美元,大約是12萬億人民幣,居世界第六。如果每年用佔國內生産總值不到三萬分之一的投入去探月,我們這樣一個大國是有這個經濟能力的,尤其是在科學和技術發展需要它的時候。
歐陽自遠:如果探月花錢很多,我會第一個出來反對。探月工程的第一期會花多少錢呢?其實總經費不超過20億人民幣(包括備份星),相當於修建3千米地鐵的錢。探月項目的預算過程是嚴格而且科學的,經過了充分的論證。這20億元也不是一年花完,而是分幾年撥付,探月工程第二、三期要到2020年才完成,那時國家的GDP將超過50萬億人民幣,二、三期總經費還要分十幾年撥付,每年還是只有國內生産總值的幾萬分之一。
憂患,不僅僅是空白
問:國外40多年前就已經開始進行探月,我們與航天先進國家在深空探測方面的差距有多大?
欒恩傑:按航天技術發展水平,可將世界航天國家分為三個方陣。美國、俄羅斯為第一方陣;歐洲空間局、中國、日本、印度為第二方陣;加拿大、巴西、韓國等為第三方陣。中國首次載人航天飛行取得圓滿成功,成為繼俄羅斯、美國之後世界載人航天俱樂部的第三個成員,中國目前雖然還處於航天第二方陣,但與歐洲空間局相比各有所長,與第二方陣其他成員相比,中國又要領先一些。
問:1984年聯合國通過的《月球協定》,規定月球是屬於全人類的財富。在這種情況下,中國實施探月工程對維護我國在國際外空事務中的權益有什麼作用呢?
欒恩傑:如果説別人已經探測了月球,中國就沒有必要再去,那豈不是説外國已經造了汽車,中國就不要再搞汽車;外國造了飛機,中國就別再造飛機了嗎?
當前,建立月球基地、深入探測月球資源,日益受到世界航天國家的重視。各國維護本國的空間利益,靠的還是實力;誰先登月誰先得益,仍然是難以改變的客觀事實。我國是聯合國外空委員會的成員國,如果我國的月球探測活動能夠取得一些進展和成果,那麼我國在國際上討論《月球協定》的修訂和分享月球權益時,將有更大的發言權,就能更有效地維護我國合法的月球權益。
創新,不僅僅是追趕
問:我們探月已比蘇聯和美國晚了40多年,那麼我們的探月工程還有哪些新意呢?
孫家棟:我們採取的是選擇有限目標,突出重點,集中力量,在關鍵領域取得突破,為深空探測填補空白並奠定基礎。
歐陽自遠:我們略有新意的至少有兩點:第一,世界上月球探測基本經歷了從月球旁飛過探測、撞擊月球探測、繞月探測、月球表面軟著陸和採樣自動返回地球等循序漸進的發展歷程,其技術難度依次遞增,而在我國探月計劃中,首次探月就採用了繞月探測方式,即跨越了前兩種方式;第二期月球探測是月面軟著陸就位探測與月球車巡視探測相結合,別的國家都是分別進行的。第二,我國“嫦娥一號”承擔的探測任務,有些是國外沒有做過或沒有做全的項目,例如,目前國外還沒有公佈過全月球的三維影像圖,也沒有測量全月球的月壤特徵與厚度,這一工作我們要做;美國已探測和公佈了5種有用元素的全月球性分佈,我們力爭探測14種元素的全月球性分佈。
寶藏,不僅僅是氦-3
問:探測和開發氦-3是我們探月的主要目的嗎?
欒恩傑:不能這麼説。實施探月工程的主要動力,首先是我國航天技術和空間科學發展的需要,當然探測月球資源也是重要目的之一。
問:我們的繞月探測工程是否採用了國外的技術和産品?有沒有考慮開展國際合作?
孫家棟:前人的智慧和經驗是全人類共同的財富,我們的探月工程吸收了國外的許多經驗,但基本是依靠自己40多年積累的經驗和力量,工程的五大系統使用的都是中國的成熟技術,制定的探測目標基本是填補空白,我們第一期工程完全是用國內産品,可以説是“中國製造”。
欒恩傑:任何真正的高科技國際合作都需要一張“門票”,這張“門票”是以實力為背景的。沒有“門票”的國家,只能旁聽,有時連旁聽的資格也沒有。中國將開展一個探索性、開放性、科學性的探月工程,實際上我們已經用自己的能力獲得了這張“門票”,使我們在這個“月球國際俱樂部”裏有了應有的位置。現在,美國、日本、俄羅斯等很多國家和地區都向我國提出了合作意願。事實上,月球探測活動開展國際合作的範圍是很廣泛的,各國召開頻繁的國際學術討論會,聯合開展有效載荷的研製與測試,共享探測數據等。利用月球探測這個窗口,我們不但可以參與國際合作,還可以學習國外的先進技術,從而促進我國航天技術和月球科學的發展。
目標,不僅僅是月球
問:中國完成探月工程後,下一步將做什麼?是不是很快也要派航天員登月?
欒恩傑:從人類月球探測的發展過程來看,要經過“探”、“登”、“駐(住)”三個階段。從這個意義上説,人類在完成探月任務後,下一步還要進行“登”和“駐(住)”,沒有這種長遠發展的意識,探月就成了一個孤立的事件。
孫家棟:實現登月的一個重要前提是,同時具備載人航天能力和月球探測能力。載人登月是個非常複雜的系統工程,有很多技術難題需要攻克。我國如果要派航天員登月,還需要突破一系列的難關,比如説航天員的出艙、飛船的對接、大推力火箭的研製、月面返回、月面生存等,這些都不是短期內能解決的。另外,我國畢竟是第一次向月球發射探測器,對月球的了解也非常有限。載人登月工程難度大、風險大、投資高,光靠頭腦發熱和主觀願望是不行的。
欒恩傑:我國現在還是一個發展中國家,因此必須考慮我國的國情和國力,現在來談論載人登月還為時過早。只有在基本完成“繞”、“落”、“回”三個階段的不載人月球探測任務,並且掌握了航天員出艙活動、交會對接這些關鍵技術之後,再結合未來我國的國情國力和國際上月球探測的發展情況,擇機實施載人登月探測。
中國航天大事記
■1956年10月8日,我國第一個火箭導彈研製機構——國防部第五研究院成立,錢學森任院長。
■1958年4月,我國開始興建第一個運載火箭發射場。
■1964年7月19日,我國第一枚內載小白鼠的生物火箭在安徽廣德發射成功,我國的空間科學探測邁出了第一步。
■1968年4月1日,我國航天醫學工程研究所成立,開始選訓航天員和進行載人航天醫學工程研究。
■1970年4月24日,隨著第一顆人造地球衛星“東方紅”一號在酒泉發射成功,我國成為世界上第5個發射衛星的國家。
■1975年11月26日,首顆返回式衛星發射成功,我國成為世界上第3個掌握衛星返回技術的國家。
■1979年,“遠望一號”航天測量船建成並投入使用,我國成為世界上第4個擁有遠洋航天測量船的國家。
■1985年,我國正式宣佈將長征系列運載火箭投入國際商業發射市場。
■1990年7月16日,“長征二號”捆綁式火箭首次在西昌發射成功,其低軌道運載能力達9.2噸,為發射載人航天器打下了基礎。
■1990年10月,載著兩隻小白鼠和其他生物的衛星升上太空,開始了我國首次攜帶高等動物的空間軌道飛行試驗。
■1992年,我國載人飛船航天工程正式列入國家計劃進行研製。
■1999年11月至2002年12月,我國先後4次成功發射“神舟”一號至四號無人飛船。
■2003年10月15日,我國成功發射第一艘載人飛船“神舟”五號。
■2005年10月12日,我國成功發射第二艘載人飛船“神舟”六號,並首次進行多人多天飛行試驗。(石巍、沈基飛輯)
距離地球多遠才算是深空
在航天測控領域,近空與深空的劃分標準是什麼?距離地球多遠才算是深空呢?
據專家介紹,深空是相對於近空而言的,通常是指月球和月球以外的宇宙空間。1988年以前,世界無線電行政會議把地球到月球平均距離(384,400千米)作為劃分“近空”和“深空”的分界線。隨著大推力運載火箭的出現,人類發射探測器軌道最遠點遠遠超過了月球距離。在上世紀80年代後期,人類發射的探測器已經到達了金星和水星,並計劃發射探測器到達更遠的木星。在此背景下,世界無線電行政會議把距離地球2.0 106千米作為新的深空分界線標準。從這個角度看,我們可以簡單地把“深空”理解為月球和月球以外的宇宙空間。 (李華澤)
我國此次探月工程與其他國家的探月工程主要區別在哪?
探月工程火箭系統總指揮葉培建日前指出:我國此次探月的目標可以説是站在別人的肩膀上,但也有我們創新的地方。比如説我們四個科學目標中的第一個科學目標,獲取月球的影像,這在過去是沒有的。現在還沒有覆蓋月球全球的三維照片,這次繞月探測,我國將首次用立體相機來獲得月球的三維影像。第二,我們將獲得比別人多的元素探測能力。第三,雖然以前美國人也做過月壤厚度的測量,包括實地的測量,但真正對全月球月壤厚度的測量,目前還沒有實現。第四個方面的科學目標是測量地月空間環境,到時我們將得到地月空間各種複雜環境數據的第一手資料。 (李亮亮)
責編:曹勁
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