嫦娥工程的實(shí)施標(biāo)志著我國向空間科學(xué)更高研究領(lǐng)域又邁出了新的步伐

自1957年10月4日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星算起，今年剛好是人類邁入太空時(shí)代的第50個(gè)年頭。而由我國自主研發(fā)的首顆人造月球衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”的發(fā)射目前也已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。

月球探測是繼航天工程之后在新世紀(jì)啟動(dòng)的又一項(xiàng)重大科學(xué)工程，它的實(shí)施標(biāo)志著我國向空間科學(xué)更高研究領(lǐng)域又邁出了新的步伐。

北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新曾經(jīng)參與了探月項(xiàng)目的研討全過程。據(jù)他介紹，目前將要實(shí)現(xiàn)的月球探測階段，分繞、落、回三期。探測階段就是“不載人階段”。在這一階段中，中國將向月球發(fā)射一個(gè)衛(wèi)星，全面、系統(tǒng)、整體性地探測月球；在摸清月球“家底”后，再發(fā)射著陸器降落到一個(gè)區(qū)域，精細(xì)地探測一個(gè)地方；最后再把月球樣品采回地球來。此次即將發(fā)射的衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”，即是探測階段的第一期，將著重對月球表面環(huán)境、地貌、地形、地質(zhì)構(gòu)造與物理場進(jìn)行探測。整個(gè)探測階段最終完成預(yù)計(jì)將在2020年。

隨著發(fā)射日期的臨近，民眾親睹“嫦娥奔月”的熱情也與日俱增。四川西昌金英旅行社目前已接到來自北京、上海、廣州等全國多個(gè)城市1000多人報(bào)名，欲親眼目睹嫦娥奔月這一歷史性的瞬間。焦維新說，以前發(fā)射衛(wèi)星的時(shí)候，空間技術(shù)研究院的有關(guān)旅行社也組織過類似的旅游觀光，但月球探測畢竟是升空探測的第一步，也是關(guān)鍵一步，所以影響更大。

為什么叫嫦娥工程

人物周刊：聽說“嫦娥奔月”這個(gè)叫法最早是您提出的？

焦維新：我算是早期提出建議者之一。早期的幾次有關(guān)月球探測的研討會(huì)我都有參加。2001年的研討會(huì)，我跟登月工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)分在一個(gè)組。當(dāng)時(shí)我作報(bào)告，提了三個(gè)要點(diǎn)，其中第一點(diǎn)就是為了使廣大群眾關(guān)注探月行動(dòng)，建議取名“嫦娥計(jì)劃”。因?yàn)椤版隙鸨荚隆笔羌矣鲬魰缘墓适?，用這個(gè)名字，不只學(xué)者了解，也能引起老百姓的關(guān)注。我覺得如果國家這么大一個(gè)項(xiàng)目沒有得到廣大百姓的認(rèn)可和支持，那么就是不成功的?，F(xiàn)在看來，效果達(dá)到了。后來正式名字叫“嫦娥工程?！?/p>

人物周刊：照原計(jì)劃應(yīng)該是2007年9月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，后來推遲了，這是什么原因呢？

焦維新：原定其實(shí)是4月發(fā)射，但畢竟這是大項(xiàng)目，出于各方面謹(jǐn)慎考慮吧。美國JPL噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室有個(gè)太空日歷，每個(gè)月哪個(gè)國家進(jìn)行哪些發(fā)射活動(dòng)，上面都會(huì)標(biāo)注，而現(xiàn)在準(zhǔn)備10月26日發(fā)射也是從那得到的消息。目前公布的說法都只是說在年底之前發(fā)射。

人物周刊：有關(guān)消息透露，這次發(fā)射極有可能在晚上。為什么不選擇白天？

焦維新：天氣要求對于所有衛(wèi)星發(fā)射都一樣，比如降雨天、雷電天都不合適。當(dāng)然對于衛(wèi)星發(fā)射最主要的考慮是發(fā)射窗口——就是發(fā)射最好時(shí)機(jī)的問題。每月都有一個(gè)發(fā)射窗口，這是一個(gè)最佳時(shí)間的綜合考量，就是發(fā)射時(shí)得最節(jié)省能量，還有發(fā)射時(shí)間也要適合觀測跟蹤才行，比如要考慮到云層，剛飛幾百米高就進(jìn)入云層那也沒法觀測了。得天氣晴朗少云，那是最好。發(fā)射窗口不是隨意選擇的。

人物周刊：“嫦娥一號(hào)”要發(fā)射成功，最核心的關(guān)鍵點(diǎn)在哪？

焦維新：月球探測成功失敗的關(guān)鍵點(diǎn)就是看衛(wèi)星能不能正常切入月球軌道。衛(wèi)星發(fā)射有兩個(gè)關(guān)鍵階段，一是進(jìn)入到地月轉(zhuǎn)移軌道時(shí)速度大小的控制，要求極高。如果當(dāng)時(shí)速度是每秒10.9公里，那就要5天到達(dá)月球，而如果是每秒10.93公里，可能3天多就能到月球。二是月球到達(dá)衛(wèi)星附近后，和月球的距離也要保持在一定范圍。離月球太遠(yuǎn)，速度又大，就不容易被月球的引力場捕獲。

人物周刊：“嫦娥一號(hào)”奔月后，大概會(huì)廝守多久呢？

焦維新：計(jì)劃圍繞月球運(yùn)行一年左右。一年后，首先要看儀器是否正常，再做軌道修正，看推進(jìn)器是不是有富余量，如果這兩點(diǎn)都OK，那么相應(yīng)的，地面工作站的跟蹤也得繼續(xù)保持，所以需要國家再投入一定經(jīng)費(fèi)。只要這些要素都齊備了，即便有點(diǎn)小故障小摩擦，衛(wèi)星也可以延長壽命繼續(xù)和月球長相廝守下去。像美國的“機(jī)遇號(hào)”“勇氣號(hào)”原定壽命只有3個(gè)月，但現(xiàn)在3年了還在運(yùn)行。

為什么要奔月

人物周刊 ：大家都很好奇，“嫦娥奔月”后，它在月球上究竟能干些什么？

焦維新：首要任務(wù)是為月球“畫像”，也就是要通過各種手段獲取月球表面影像和立體圖像。此外，還要分析月球表面有用元素含量和物質(zhì)類型的分布特點(diǎn)，探測月壤厚度以及地月空間環(huán)境等。

人物周刊：實(shí)施探月工程，意義何在？

焦維新：首先從政治意義看，發(fā)射人造地球衛(wèi)星、載人航天、升空探測是一個(gè)國家航天事業(yè)的三個(gè)里程碑。我國現(xiàn)在前兩個(gè)都完成了，如果升空探測再順利實(shí)現(xiàn)第一步，將是綜合國力、綜合技術(shù)水平的重要標(biāo)志，政治上可以擴(kuò)大影響。

其次，盡管美國和蘇聯(lián)在1958-1976年期間已經(jīng)發(fā)射了大量月球探測器，也獲得了一些月球資料，但當(dāng)時(shí)是冷戰(zhàn)時(shí)期，是出于政治斗爭的需要?，F(xiàn)在整個(gè)國際形勢，和平與發(fā)展是主流，國際合作是主要方向，加之21世紀(jì)探測技術(shù)有很大提高，所以這次的探月是在新形勢下利用新技術(shù)所做的一次對月球全面深入的研究，要進(jìn)一步解決以前沒有解決的問題。比如月球的起源和演變問題，阿波羅飛船和蘇聯(lián)飛船的取樣，390多公斤，但主要是向著地球這邊，集中在赤道和低緯度地區(qū)，太過片面。

再者，探月工程也是為進(jìn)一步升空探測作技術(shù)準(zhǔn)備。如果把太空比作大海，月球就是離大陸最近的一個(gè)海島。我們要到大海中去探索，就得依靠離我們最近的一個(gè)島，把它作為中轉(zhuǎn)站，通過它驗(yàn)證一些技術(shù)和方法，等成熟了才能再考慮載人探測火星或更遙遠(yuǎn)的星體。

人物周刊：9月14日，日本“月亮女神”繞月探測衛(wèi)星發(fā)射升空。那么中國的“嫦娥一號(hào)”和日本的“月亮女神”在構(gòu)造以及所要完成的探月任務(wù)上有哪些不同？

焦維新：構(gòu)造最大的不同是，“月亮女神”后面還帶了兩個(gè)小衛(wèi)星。至于要完成的探測任務(wù)，其實(shí)有很多相同，比如都要探測月球由哪些元素構(gòu)成，都要對月球表面進(jìn)行拍照，也都要利用微波遙感測量月壤厚度。但我們使用的微波頻率比較高，根據(jù)理論，頻率越高穿透月球的深度越淺，所以我們的目的主要是測量月壤厚度，而日本的穿透厚度更深，目的在于了解月球表層一定深處的結(jié)構(gòu)，比如是不是像地球那樣一定深度會(huì)有斷裂帶。

何時(shí)能夠登月

人物周刊：全世界現(xiàn)在對于月球探測的競爭已經(jīng)到了白熱化的程度，中國現(xiàn)在的技術(shù)水準(zhǔn)在全世界處于什么樣的水平?

焦維新：不能籠統(tǒng)地說。載人航天方面，我們僅次于美國、蘇聯(lián)。而就空間探測技術(shù)的水平看，包括科學(xué)衛(wèi)星的技術(shù)，探測儀器的技術(shù)，比起美國、蘇聯(lián)、歐空局、日本，我們還落后不少。日本運(yùn)載火箭的成功率沒有我們高，但是他們在科學(xué)儀器方面比我們強(qiáng)很多。日常生活也能看出來，我們使用的數(shù)碼相機(jī)、電子儀器，很多都是日本制造，他們基礎(chǔ)工業(yè)比較發(fā)達(dá)，有優(yōu)勢。

人物周刊：探月工程的實(shí)施，對我們國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)起到哪些促進(jìn)和推動(dòng)作用呢？

焦維新：阿波羅工程當(dāng)時(shí)是帶動(dòng)了電子、材料、冶金等一系列高科技的發(fā)展，我們的意識(shí)是相同的，只是涉及范圍沒有載人探月涉及的范圍那么寬。

發(fā)射衛(wèi)星不是說能直接掙回多少錢，但是對各種儀器的研制，以及相應(yīng)地面設(shè)備的水平都會(huì)有個(gè)較大的促進(jìn)，比如對地面的通訊能力，比如我們的遠(yuǎn)距離定位和控制技術(shù)，都將會(huì)達(dá)到一個(gè)新的水平。

人物周刊：這次如果發(fā)射成功，是不是意味著中國載人登月也指日可待了？

焦維新：我國整個(gè)探月工程分為“繞”、“落”、“回”3個(gè)階段，“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射才只是完成了“繞”的階段，順利的話，2020年左右才能實(shí)現(xiàn)返回。不過更重要的是，還要考慮到必要性如何。我們這么大的國家，我們需要花錢的地方還很多，錢要用在刀刃上，用于那些基礎(chǔ)項(xiàng)目，短期內(nèi)有助于提高綜合國力提高人民生活水平——高科技的發(fā)展應(yīng)該和我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力和綜合國力相輔相成。這就好像居家過日子一樣，明明就12平方米的居室，非要買個(gè)56吋等離子彩電，一沒那實(shí)力二也不諧調(diào)啊。所以如果經(jīng)濟(jì)照目前這樣發(fā)展下去，大運(yùn)載火箭也有實(shí)力了，屆時(shí)再制定一個(gè)登月計(jì)劃也不晚。