從鄭和到“嫦娥”

張　旭　王二超

“召回鄭和案”在美國(guó)科學(xué)界和政治界影響不小?美國(guó)的科學(xué)家總喜歡把“召回鄭和案”搬出來(lái)“嚇?！泵绹?guó)國(guó)會(huì),而且每每得手?

2007年10月23日,美國(guó)宇航局“發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī)在肯尼迪航天中心發(fā)射升空?這很有可能是問(wèn)題頗多的航天飛機(jī)為數(shù)有限的謝幕?一個(gè)時(shí)代要結(jié)束了?

2007年10月24日,中國(guó)西昌發(fā)射中心,“嫦娥一號(hào)”順利踏上登月旅程?這是“中國(guó)制造”第一次離開(kāi)地球,奔向月球,一個(gè)時(shí)代就此來(lái)臨?

“嫦娥一號(hào)”是太空“玩具”?

在“嫦娥一號(hào)”升空的數(shù)周之前,日本搶先一步,成為第一個(gè)成功發(fā)送繞月衛(wèi)星的亞洲國(guó)家?

當(dāng)日本的月亮女神項(xiàng)目和嫦娥計(jì)劃交流后,有人半開(kāi)玩笑地稱“嫦娥一號(hào)”有些玩具的味道?日本繞月探測(cè)衛(wèi)星“月亮女神”的功能和科學(xué)目標(biāo)與“嫦娥一號(hào)”頗為相似,不過(guò)這顆又名“輝夜姬”的衛(wèi)星上搭載著14種探測(cè)裝置,是嫦娥一號(hào)裝置數(shù)兩倍多,而且還是一顆主衛(wèi)星和兩顆子衛(wèi)星的多星系統(tǒng)?而歐空局2003年發(fā)射的Smart1號(hào)月球探測(cè)器有效載荷僅有19公斤,但包含了用于完成10多項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)和科學(xué)研究的7套儀器設(shè)備?

“嫦娥一號(hào)”月球CCD相機(jī)的分辨率為120米,日本月亮女神CCD相機(jī)的分辨率為10米,就是相比13年前美國(guó)克萊門汀號(hào)月球探測(cè)器窄帶相機(jī)的30米分辨率而言,“嫦娥一號(hào)”也遜色不少?運(yùn)載“嫦娥一號(hào)”的長(zhǎng)征三號(hào)甲火箭,地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運(yùn)載能力為2.65噸,全箭起飛質(zhì)量241噸;而30多年前,美國(guó)阿波羅登月計(jì)劃所動(dòng)用的巨無(wú)霸——土星5號(hào)運(yùn)載火箭,月球軌道的運(yùn)載能力為47噸,起飛質(zhì)量達(dá)到了3000噸?

“嫦娥”真的只是一個(gè)玩具嗎?不!

雖然技術(shù)上有許多提高的空間,“嫦娥一號(hào)”同樣具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)?40多年里,人類已經(jīng)向月球發(fā)射了100多個(gè)探測(cè)器,我們驚訝地發(fā)現(xiàn),世界上居然仍找不到一張三維的月球全圖?而嫦娥計(jì)劃將首次獲得月球全球的三維圖像,這將令其他航天大國(guó)汗顏?

此外,“嫦娥一號(hào)”可以探測(cè)14種元素,超過(guò)其他國(guó)家探測(cè)器探測(cè)數(shù)量一倍之多?“嫦娥一號(hào)”上的激光高度計(jì)精度為1米,而“輝夜姬”只有5米(要知道“嫦娥一號(hào)”的軌道高度是“輝夜姬”的1倍!)?此外,“嫦娥一號(hào)”還將首次使用微波方法探測(cè)月壤?有人說(shuō),真要說(shuō)到“玩具”,也許用來(lái)形容印度明年進(jìn)行第一次發(fā)射的月球探測(cè)器是比較合適的,它幾乎就是搭載別國(guó)儀器的一個(gè)印度火箭?

“嫦娥一號(hào)”被有些人戲稱為“玩具”,可能是因?yàn)椴糠制骷覈?guó)的核心技術(shù)還不過(guò)硬?而要從國(guó)外購(gòu)入部分芯片,會(huì)受到種種限制?“嫦娥一號(hào)”的技術(shù)性能與國(guó)際尖端水平相比還有差距?那么,中國(guó)人為何要孜孜以求地把“嫦娥”送往月球?

“尿不濕”與月球夢(mèng)

科學(xué)家為“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的設(shè)定了4個(gè)科學(xué)技術(shù)目標(biāo)?第一,通過(guò)CCD相機(jī)與激光高度計(jì)獲取月球表面三維立體影像,描繪月球地質(zhì)與構(gòu)造圖;第二,通過(guò)γ/x射線譜儀分析月球表面的元素及礦物質(zhì)的含量和分布;第三,通過(guò)微波探測(cè)儀測(cè)量月壤的厚度并評(píng)估月壤中氦-3資源;第四,通過(guò)高能粒子探測(cè)儀探測(cè)地-月球空間環(huán)境?

嫦娥探月工程的“衍生價(jià)值”遠(yuǎn)不止于此?除去提振民族精神?擴(kuò)大國(guó)家影響力之外,探月工程將對(duì)科技強(qiáng)國(guó)之路產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響?

以月球探測(cè)為起步的深空探測(cè)工程,集成了大量高精尖技術(shù)成果,需要大量資金支持,是一個(gè)國(guó)家技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的集中展示,會(huì)強(qiáng)有力地帶動(dòng)信息技術(shù)?新能源技術(shù)?新材料技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展?

美國(guó)的“阿波羅”計(jì)劃歷時(shí)10年,有2萬(wàn)家企業(yè)以及200多所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)參與其中,為美國(guó)培養(yǎng)了一大批高水平的科學(xué)家,其科研成果帶動(dòng)了美國(guó)20世紀(jì)60-70年代計(jì)算機(jī)?通信?測(cè)控?火箭?激光?材料和醫(yī)療等高新技術(shù)全面發(fā)展,把科技整體水平提高到了一個(gè)全新高度?“阿波羅”計(jì)劃產(chǎn)生的科技成果滲透到經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中,進(jìn)行消化?優(yōu)化和二次開(kāi)發(fā),帶來(lái)了美國(guó)80年代的經(jīng)濟(jì)繁榮?

月亮,38萬(wàn)公里外那塊兩倍于亞洲表面積的冰冷巖石,似乎與人間那么遙遠(yuǎn),然而你可曾知道,從嬰兒用的尿不濕到筆記本電腦,無(wú)不得益于當(dāng)年探索那塊冰冷巖石的宏大工程?有人估算,“阿波羅”計(jì)劃每投入1美元,就會(huì)產(chǎn)生4至5美元的國(guó)民經(jīng)濟(jì)回報(bào)?同樣,我國(guó)數(shù)十家科研院所和高等學(xué)校參與了“嫦娥工程”,已產(chǎn)生4000多項(xiàng)創(chuàng)新?在探月工程啟動(dòng)以前,國(guó)家天文臺(tái)密云基地幾乎廢棄,“嫦娥工程”的資金和技術(shù)注入,又將中國(guó)的射電天文學(xué)盤活了?而探月工程取得的各項(xiàng)成果,正不斷地通過(guò)各種途徑滲流到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的血管中,流入每個(gè)人的日常生活?

競(jìng)爭(zhēng)與合作

毫不夸張地說(shuō),月球已是一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)?在那里,比試的不但是天文學(xué)?空間科學(xué)?地球科學(xué)?遙感科學(xué)?生命科學(xué)與材料科學(xué)……更是綜合國(guó)力?相對(duì)而言,破解月球科學(xué)的種種謎團(tuán),倒成了順帶的副產(chǎn)品(月球的形成過(guò)程?月球的早期演化?月球礦產(chǎn)的形成與分布特征?地月系統(tǒng)的形成與演化等諸多問(wèn)題,我們?nèi)祟愔两駸o(wú)法給出明確的答案)?一位美國(guó)科學(xué)家曾直言不諱地表示,登月的主要原因是考慮國(guó)威而不是科學(xué)?再來(lái)看看這些數(shù)字:1958至1976年,在冷戰(zhàn)正酣的大背景下,美蘇兩國(guó)共發(fā)射了108個(gè)月球探測(cè)器,成功或部分成功的為52個(gè),成功率約為48%?如果單單為了科學(xué)探索,如此密集的發(fā)射顯然太瘋狂了一些?

時(shí)移世易,如今的探月工程在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)之外,也體現(xiàn)了國(guó)際合作?除了美國(guó)正在獨(dú)力實(shí)施重返月球計(jì)劃之外,俄?日?中?印以及歐洲各國(guó)之間都在相互通聯(lián),謀求合作的可能性?

由于地球自轉(zhuǎn),一天24小時(shí)中,部分時(shí)間“嫦娥一號(hào)”會(huì)躲在地球背面無(wú)法聯(lián)絡(luò)和控制?因此,為了測(cè)控“嫦娥一號(hào)”繞月探測(cè)衛(wèi)星,我國(guó)與歐洲空間局和智利有關(guān)部門開(kāi)展合作?南美洲的庫(kù)魯站?澳大利亞的新諾舍站?歐洲的馬斯帕拉馬斯站?位于智利的CEE測(cè)控站等都將參加遙測(cè)“嫦娥”的接力賽?上海天文臺(tái)在2005年參與了觀測(cè)“惠更斯”探測(cè)器登陸土星衛(wèi)星,國(guó)家天文臺(tái)烏魯木齊南山觀測(cè)基地在2006年參與了歐洲的SMART-1月球探測(cè)衛(wèi)星觀測(cè)?對(duì)于“嫦娥一號(hào)”的數(shù)據(jù),我國(guó)也承諾數(shù)據(jù)分級(jí)共享,大部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)分期無(wú)償公開(kāi)?國(guó)外科學(xué)家期待嫦娥計(jì)劃順利完成,因?yàn)樗麄円残枰袊?guó)探測(cè)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)課題的研究?

國(guó)際合作不僅僅顯示在相互學(xué)習(xí)幫助性的學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分享上,探索茫茫宇宙更需要多國(guó)“聯(lián)合艦隊(duì)”?目前,中國(guó)已經(jīng)和俄羅斯簽訂了將來(lái)合作探測(cè)火星的“螢火計(jì)劃”?觀察家公認(rèn),未來(lái)的太空格局全看幾個(gè)航天大國(guó)之間的合縱連橫?

月球“包子鋪”何時(shí)開(kāi)張?

目前,美?歐?日?俄和中國(guó)?印度,都在加緊籌劃21世紀(jì)的人類登月計(jì)劃?老牌航天大國(guó)美國(guó)和后起之秀中國(guó),已經(jīng)在雄心勃勃制定登月計(jì)劃,不甘落后的歐洲太空局希望與俄羅斯合作,有朝一日也將腳印留在月球?

歐洲宇航局的負(fù)責(zé)人多爾戴恩開(kāi)玩笑地說(shuō):“到了美國(guó)人再次將星條旗插在月球上的時(shí)候,他們會(huì)發(fā)現(xiàn)上面已經(jīng)有了中餐館?”而美國(guó)宇航局局長(zhǎng)格里芬最近猜測(cè),中國(guó)人會(huì)在美國(guó)重返月球之前登月成功,“到那個(gè)時(shí)候,美國(guó)人會(huì)不高興,但他們只能不高興?”

國(guó)外科學(xué)家積極地替中國(guó)人“虛張聲勢(shì)”,而“嫦娥計(jì)劃”的科學(xué)家目前還在穩(wěn)健謹(jǐn)慎地實(shí)現(xiàn)中國(guó)探月工程的第一步——繞月?作為探月第二期的探測(cè)器著陸月球,與第三期的攜帶樣品返回,還只是在積極的討論當(dāng)中?目前,研究團(tuán)隊(duì)內(nèi)樂(lè)觀的估計(jì)是在2012年實(shí)現(xiàn)“落”月,2020年前實(shí)現(xiàn)探測(cè)器從月球返回?各國(guó)宇航局“吹捧中國(guó)”的做法,實(shí)際目的是向所在國(guó)的政府施加壓力,以求獲得更多資金支持?

實(shí)際上,登月當(dāng)然是一種值得追求的目標(biāo)?現(xiàn)在中國(guó)有3個(gè)成型的運(yùn)載火箭發(fā)射基地,分別位于酒泉?太原和西昌?它們的緯度較高?由于地球自轉(zhuǎn),越靠近赤道的地方,旋轉(zhuǎn)速度越快,借助地球自轉(zhuǎn)的速度為探測(cè)器提速的運(yùn)載能力也就越強(qiáng)?國(guó)家已決定在海南島建立中國(guó)第四個(gè)航天發(fā)射場(chǎng),這無(wú)疑是登月的理想發(fā)射地?

從“召回鄭和”到發(fā)射“嫦娥”

五百多年前,明朝政府召回航海遠(yuǎn)洋的鄭和船隊(duì),旋即宣布海禁?中國(guó)人錯(cuò)過(guò)了大航海時(shí)代,隨之而來(lái)的是無(wú)窮屈辱?

“召回鄭和案”在美國(guó)科學(xué)界和政治界影響不小?美國(guó)的科學(xué)家總喜歡把“召回鄭和案”搬出來(lái)“嚇?！泵绹?guó)國(guó)會(huì),而且每每得手?最近一次是2002年,布什政府取消了對(duì)探索外太陽(yáng)系的“新視野計(jì)劃”的巨額撥款,美國(guó)行星協(xié)會(huì)又把鄭和的故事搬了出來(lái)?他們?cè)趯懡o美國(guó)國(guó)會(huì)的聲明中指出,“1433年,當(dāng)鄭和的航隊(duì)即將啟程探險(xiǎn)那未知的大西洋時(shí),明英宗朱祁鎮(zhèn)卻將他們召回了——從而中國(guó)也就失去了在哥倫布數(shù)十年前發(fā)現(xiàn)美洲新大陸的機(jī)會(huì)?而今天,在21世紀(jì),我們是否又要由于目光短淺而失去另一次探索太陽(yáng)系新疆界的良機(jī)?”最后,美國(guó)國(guó)會(huì)終于通過(guò)決議,新視野探測(cè)器得以在去年發(fā)射升空,踏上了探索八大行星之外的太陽(yáng)系的10年征程?

回眸鄭和,觀望“嫦娥”,會(huì)帶給我們更多興味?

(張旭為科普作者,王二超為中國(guó)科學(xué)技術(shù)館學(xué)者,丁寶泉先生對(duì)本文亦有貢獻(xiàn))