探月夢(mèng)：維護(hù)我們的月球權(quán)益

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)

今年，中國(guó)將發(fā)射著陸器與月球車降落在月球背面，開展聯(lián)合科學(xué)探測(cè)，這是人類首次發(fā)射探測(cè)器著陸月球背面。我們將充分利用月球背面的特殊條件，開展甚低頻天文觀測(cè)和其他一系列科學(xué)探測(cè)，取得第一手創(chuàng)新性探測(cè)成果。

我們?cè)诘厍蛏嫌肋h(yuǎn)只能看到月亮的正面，我們永遠(yuǎn)看到的就是這半個(gè)月亮。兩億年前的恐龍看到的月亮也是這半個(gè)月亮，誰(shuí)都沒(méi)有見(jiàn)過(guò)那半個(gè)月亮。

有很多有關(guān)月球背面的影視大片、科幻小說(shuō)都曾幻想，月亮背面全是外星人，我們正在被外星人監(jiān)控，而我們卻看不到他們。這些傳說(shuō)與幻想都很離奇，但這正是出于人們對(duì)月球背面的好奇。

為什么在地球上永遠(yuǎn)看不到月球的背面？

我們對(duì)月亮很熟悉了，因?yàn)樵虑驅(qū)⑺嵉墓廨x灑向大地，自古以來(lái)，激起人們無(wú)限的遐想和憧憬，萌發(fā)出各種神話傳說(shuō)、宗教信仰、哲學(xué)思想、文學(xué)藝術(shù)和風(fēng)俗傳統(tǒng)，比如嫦娥奔月、玉兔、中秋節(jié)等，并為古代的歷法編制、對(duì)農(nóng)耕時(shí)令和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮過(guò)重大作用。月球象征著寧?kù)o、溫馨、和諧、思親、團(tuán)圓和美滿。

月球一直在按照反時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn)，同時(shí)月球圍繞著地球反時(shí)針?lè)较蚬D(zhuǎn)。我們站在地球上看它轉(zhuǎn)一圈，這不就是背面和正面都能看見(jiàn)了嗎。但為什么在地球上就看不見(jiàn)？月亮和地球的關(guān)系特別奇特，月亮自轉(zhuǎn)一圈就是它的一天與繞著地球公轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間相等，天文學(xué)稱為“潮汐鎖定”。

月亮一邊自轉(zhuǎn)一邊繞著地球公轉(zhuǎn)，因此，我們永遠(yuǎn)也看不到月球完整的背面，這就是潮汐鎖定。月亮繞地球公轉(zhuǎn)一圈需要接近一個(gè)月，而它自傳一圈也是接近一個(gè)月，因而月亮上的一天接近我們地球上的一個(gè)月，白天半個(gè)月，晚上半個(gè)月。

嫦娥三號(hào)落在月亮上要過(guò)夜，晚上約有半個(gè)月長(zhǎng)，我們愁死了，零下180攝氏度，我們的探測(cè)儀器全部的電子學(xué)線路要凍壞。我們?cè)趦x器箱里裝了暖氣，暖氣是什么東西做的呢？原子能電池一直在放熱，使溫度保持在零下40攝氏度以上。第二天天亮了又能夠繼續(xù)工作了。

由于月亮的質(zhì)量相當(dāng)于地球的1/81，月球表面的引力只有地球的1/6，沒(méi)有能力維系表面的大氣層，月球的表面近于超高真空。既然是超高真空，月亮表面的空間沒(méi)有任何介質(zhì)傳播聲音，因此月球表面是一個(gè)沒(méi)有任何聲響的世界，是一個(gè)死寂的世界；由于是真空也沒(méi)有溫度的傳導(dǎo)，假如我是一個(gè)宇航員，站在月球上前胸照著太陽(yáng)，零上110—130攝氏度；照不著太陽(yáng)的后背，零下100多攝氏度，月亮上的環(huán)境簡(jiǎn)直惡劣透了，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有機(jī)化合物，也沒(méi)有任何生命活動(dòng)的跡象。

上個(gè)世紀(jì)，世界上的兩個(gè)超級(jí)大國(guó)蘇聯(lián)和美國(guó)為了空間霸權(quán)的爭(zhēng)奪，為了冷戰(zhàn)的需要，從1958年開始展開了一場(chǎng)月球探測(cè)的軍事競(jìng)爭(zhēng)。

他們一共發(fā)射了108顆月球探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了繞月衛(wèi)星探測(cè)、著陸器和月球車探測(cè)，無(wú)人月球采樣返回和載人月球探測(cè)與采樣返回，這是人類的第一次月球探測(cè)高潮。1960年他們又開始探測(cè)火星。在開始的月球探測(cè)過(guò)程中前蘇聯(lián)節(jié)節(jié)領(lǐng)先，美國(guó)是落后的。上世紀(jì)60年代初，美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪下決心要一舉把蘇聯(lián)徹底打垮，全球的空間霸權(quán)掌握在美國(guó)一家的手里，制訂了阿波羅計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)了六次載人登月，有12名美國(guó)宇航員登上了月球，一直到今天整個(gè)人類也只有這12個(gè)人登上了月球，而前蘇聯(lián)一個(gè)宇航員也沒(méi)有登上月球。

1958年以來(lái)，蘇聯(lián)和美國(guó)發(fā)射的繞月探測(cè)衛(wèi)星，既可以看到月球的正面，又可以飛到月球背面的上空去。1959年蘇聯(lián)發(fā)射的“月球3號(hào)”繞月探測(cè)衛(wèi)星首次拍攝到月球背面的第一張全圖，月球背面首次向人類展露出真實(shí)的面容。限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)能力，月球背面的圖像很不清晰。隨著科技的進(jìn)步，月球探測(cè)所繪制的月球正面與背面的影像圖、三維立體圖，分辨率不斷提高，月球背面的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、表面與空間環(huán)境、巖石類型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都獲取到海量的探測(cè)數(shù)據(jù)與相關(guān)圖件。

人類為什么要重返月球？

1976年以來(lái)，美蘇兩個(gè)超級(jí)大國(guó)有20多年誰(shuí)也不探測(cè)月球，就在上個(gè)世紀(jì)末和本世紀(jì)初，一大堆國(guó)家又要探測(cè)月球，包括中國(guó)在內(nèi)。中國(guó)人發(fā)射了嫦娥1號(hào)—3號(hào)，走在前面。

嫦娥二號(hào)做了世界上最精密的全月球的圖，分辨率達(dá)到7米。這張圖只有電子版，紙質(zhì)版太大了，打印不出來(lái)，打印出來(lái)有一個(gè)半足球場(chǎng)大，哪一個(gè)角落都可以看清楚，現(xiàn)在全世界都在用這張圖。

為什么有那么多的國(guó)家突然間不約而同又要去研究月亮呢？

第一，月球具有重大的軍事戰(zhàn)略地位，是當(dāng)前戰(zhàn)爭(zhēng)最高的制高點(diǎn)。在上世紀(jì)60年代，美國(guó)時(shí)任總統(tǒng)肯尼迪就說(shuō)過(guò)一句話，“誰(shuí)控制了太空，誰(shuí)就控制了地球”?，F(xiàn)在美國(guó)人換了一句話，“誰(shuí)控制了月球，誰(shuí)就控制了環(huán)繞地球的太空，因而誰(shuí)就控制了地球”。所以，它是一個(gè)制高點(diǎn)，是一個(gè)新的軍事平臺(tái)。如果在月球設(shè)置設(shè)施，從月球到地球，只要1.3秒鐘，就可以摧毀地面和地球空間上的各種設(shè)施和武器。

第二，月球有豐富的能源。月球有兩種能源。一種能源是太陽(yáng)能。有一位科學(xué)家設(shè)計(jì)，給月亮赤道上系一根“腰帶”——長(zhǎng)11000千米、寬400千米的太陽(yáng)能發(fā)電板，永遠(yuǎn)會(huì)有半個(gè)“腰帶”被太陽(yáng)照著，所產(chǎn)生的電能用激光、微波傳輸?shù)降厍颍洲D(zhuǎn)換成電能。當(dāng)然，這個(gè)計(jì)劃要用機(jī)器人去鋪設(shè)，要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才可以鋪設(shè)完。假如這個(gè)“腰帶”能夠建成，以后月球給地球供應(yīng)的太陽(yáng)能能夠解決人類子孫萬(wàn)代所需的能源。

還有一種能源原料很特殊，叫氦—3。很多人問(wèn)，為什么太陽(yáng)天天光芒萬(wàn)丈呢？太陽(yáng)是哪來(lái)的能量呢？這其實(shí)是因?yàn)樘?yáng)上在進(jìn)行氫同位素的核聚變反應(yīng)——?dú)鋸棻?，大?guī)模、長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)的氫彈爆炸?？茖W(xué)家在60多年前就已經(jīng)制造出了氫彈。但是，氫彈要和平利用、為人類造福，還有很多問(wèn)題需要解決。其中一個(gè)難題是核聚變?cè)稀獨(dú)涞耐凰貑?wèn)題。氫有兩個(gè)同位素，一個(gè)叫氘，一個(gè)叫氚。這兩個(gè)同位素在上億度的高溫下，能夠反應(yīng)釋放出巨大的能量。氚是放射性的，不夠安全，這兩個(gè)同位素反應(yīng)后產(chǎn)生中子，對(duì)環(huán)境防護(hù)不利。于是，有科學(xué)家就建議用氦—3來(lái)替代氚。氦—3是穩(wěn)定核素，沒(méi)有放射性。但氦—3在地球上極其稀少。其實(shí)，太陽(yáng)風(fēng)不斷地把氦—3粒子注入到地球、月球、火星等天體的表面。然而，地球有很多保護(hù)層，磁層、電離層、大氣層，氦—3進(jìn)不來(lái)，所以地球上氦—3資源量極少。但40多億年以來(lái)，月球的土壤里積累了大量太陽(yáng)風(fēng)注入的氦—3粒子。月球上有100多萬(wàn)噸，至少可以解決人類社會(huì)上萬(wàn)年的能源需求。

第三，月球的環(huán)境。一方面，月球的環(huán)境太惡劣了，超高真空、沒(méi)有磁場(chǎng)、日夜溫差極大、弱重力，但另一方面，這也是地球上找不到的一個(gè)好地方，比如，它是高潔凈的、超高真空、沒(méi)有磁場(chǎng)干擾、溫差變化極大，有很多新材料、藥品、生物制品或許可以到月亮上去制備；在月亮上觀測(cè)天文，看得更清楚，在月亮上開展有些特殊的科學(xué)實(shí)驗(yàn)比地球上好多了。

第四，月球有豐富的資源。月球上蘊(yùn)藏著極其豐富的鈾礦、釷礦、稀土礦、鈦礦、鐵礦、磷礦等。例如，中國(guó)是全世界最多稀土礦的國(guó)家，內(nèi)蒙古白云鄂博有很多稀土，而月亮上的稀土相當(dāng)于好幾萬(wàn)個(gè)白云鄂博礦，幾乎是取之不盡、用之不竭。月球的礦產(chǎn)資源極其豐富，但其開采和開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)成本太高，目前還沒(méi)有開發(fā)利用的條件。

基于上述幾點(diǎn)，月球吸引了很多國(guó)家去探測(cè)。聯(lián)合國(guó)規(guī)定，不能在月球上殖民，但月球的資源能源開發(fā)和利用，誰(shuí)先利用、誰(shuí)先獲益。以前，我們?nèi)ゲ涣嗽虑颍虑虻暮芏鄦?wèn)題，我們沒(méi)有資格參加討論?，F(xiàn)在不同了，我們能夠參加了，中國(guó)有話語(yǔ)權(quán)，而且中國(guó)要維護(hù)自己合法的月球權(quán)益。

我國(guó)還將開展哪些太陽(yáng)系的深空探測(cè)？

今年，中國(guó)將發(fā)射著陸器與月球車降落在月球背面，開展聯(lián)合科學(xué)探測(cè)，這是人類首次發(fā)射探測(cè)器著陸月球背面。月球背面降落下去最大的困難是在地球上看不見(jiàn)，也不能通信，沒(méi)有辦法跟它聯(lián)系。中國(guó)的方案是先發(fā)射一個(gè)中繼星，準(zhǔn)確把中繼星放置在地球—月球拉格朗日引力平衡的L2點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)永遠(yuǎn)對(duì)著月球的背面，也能看到地球。

中繼星在這兒可以聯(lián)絡(luò)月球背面的著陸器與月球車，又能夠同時(shí)聯(lián)系地球，通信鏈路暢通。我們將在今年揭示月球背面的真實(shí)面貌，我們將充分利用月球背面的特殊條件，開展甚低頻天文觀測(cè)和其他一系列科學(xué)探測(cè)，取得第一手創(chuàng)新性探測(cè)成果。

我們制訂了更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的計(jì)劃，中國(guó)明年要到月球取樣返回地球，開展地面實(shí)驗(yàn)室的全面、綜合和具有鮮明特色的分析、測(cè)試和研究，取得更為先進(jìn)、更具創(chuàng)新特色的科學(xué)成果。

2020年，中國(guó)要首次探測(cè)火星，發(fā)射火星衛(wèi)星，實(shí)施全球性、綜合性的火星遙感探測(cè)，同時(shí)搭載火星車的著陸器著陸火星，火星車實(shí)施一系列科學(xué)目標(biāo)的巡視探測(cè)，進(jìn)行火星衛(wèi)星和火星車的聯(lián)合探測(cè)。

火星不是你想去就能去的，26個(gè)月才有一次機(jī)會(huì)去火星的窗口。地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)一周365天，火星在地球外面繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)一周是687天。只有2020年年初有一次機(jī)會(huì)，我們一定抓住機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)的首次火星探測(cè)。我們將在偉大的第一個(gè)一百年獲得全部的創(chuàng)新科學(xué)成果。一定要為一百年的到來(lái)做出貢獻(xiàn)，繼續(xù)奮斗為我國(guó)基本實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化和把我國(guó)建成富強(qiáng)民主文明和諧美麗的社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

我們進(jìn)一步還要探測(cè)小行星、木星系統(tǒng)及其衛(wèi)星、進(jìn)行火星取樣返回地球和行星際空間穿越探測(cè)。中國(guó)現(xiàn)在有能力飛得更遠(yuǎn)，進(jìn)一步開展太陽(yáng)系的探測(cè)，保障與豐富人類美好未來(lái)。我們一定要為中華民族偉大復(fù)興做出重大貢獻(xiàn)，為人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展做出無(wú)愧于中華民族的偉大貢獻(xiàn)。

此外，還有非常重要的一點(diǎn)，就是我們?cè)诳蒲刑剿鞯耐瑫r(shí)也要不斷推廣我們的科普教育。

“科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。沒(méi)有全民科學(xué)素質(zhì)普遍提高，就難以建立起宏大的高素質(zhì)創(chuàng)新大軍，難以實(shí)現(xiàn)科技成果快速轉(zhuǎn)化?！绷?xí)近平總書記在“科技三會(huì)”上的這一重要講話，對(duì)于在新的歷史起點(diǎn)上推動(dòng)我國(guó)科學(xué)普及事業(yè)的發(fā)展，意義十分重大。

目前，我國(guó)的科研經(jīng)費(fèi)一直在增長(zhǎng)，而科普經(jīng)費(fèi)的增長(zhǎng)就顯得慢得多了?？茀f(xié)有科普經(jīng)費(fèi)，也開展了很多科普活動(dòng)，但畢竟勢(shì)單力薄。應(yīng)該形成一種社會(huì)的氛圍，不僅能在思想上重視，還能在規(guī)章上落實(shí)。

由國(guó)家國(guó)防科工局探月與航天工程中心聯(lián)合中國(guó)關(guān)心下一代工作委員會(huì)，共同組織的“中國(guó)探月科普營(yíng)”就是中國(guó)探月工程在科普教育上的一次很好的嘗試。他在科普教育、競(jìng)賽、體驗(yàn)等各個(gè)方面為青少年創(chuàng)造了極好的科普教育渠道。未來(lái)，我希望能夠涌現(xiàn)出更多這樣優(yōu)秀的科普教育實(shí)踐項(xiàng)目，在青少年的心中埋下科學(xué)的種子，我們國(guó)家未來(lái)科學(xué)事業(yè)的不斷騰飛還要靠一代又一代的年輕人前赴后繼。