中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)：人們?yōu)槭裁匆ピ虑颍?/h1>
2021-08-19 05:57:15賈璇
中國經(jīng)濟(jì)周刊 2021年15期
賈璇
月球作為地球唯一的天然衛(wèi)星，也是距離地球最近的天體。古代的天文學(xué)家很早就開始觀測、研究月亮，1609年，伽利略首次用天文望遠(yuǎn)鏡觀測月亮，使人類對月球正面的地形開始有詳細(xì)的了解。
1957年，當(dāng)人類正式進(jìn)入太空開始深空探測之旅，月球便成為首站。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1959年至2017年年底，人類共發(fā)射132個(gè)月球探測器，其中美國60個(gè)、蘇聯(lián)64個(gè)、中國4個(gè)、日本2個(gè)、歐洲1個(gè)、印度1個(gè)，成功率約為50%。
2004年，中國啟動(dòng)月球探測工程，命名為“嫦娥工程”。該工程分為“無人月球探測”“載人登月”和“建立月球基地”三個(gè)階段，將獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關(guān)物質(zhì)元素的分布特點(diǎn)、探測月壤厚度、探測地月空間等。
嫦娥工程主要包括“繞、落、回”三大目標(biāo)。目前，嫦娥一號和二號完成了“繞”，嫦娥三號和四號實(shí)現(xiàn)了“落”和“巡”，嫦娥四號在全球首次實(shí)現(xiàn)月背軟著陸，嫦娥五號圓滿完成月球采樣返回任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了我國探月工程重大科技專項(xiàng)三步走發(fā)展戰(zhàn)略。
探月工程是我國繼人造地球衛(wèi)星、載人航天飛行取得成功后，航天事業(yè)發(fā)展的又一座里程碑。
時(shí)至今日，世界航天進(jìn)入創(chuàng)新發(fā)展的快車道，空間科學(xué)正孕育著重大發(fā)現(xiàn)，空間技術(shù)快速迭代突破，空間應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，深空探測成為科技競爭的制高點(diǎn)，太空經(jīng)濟(jì)成為新興經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)。
人類為何要去月球？如何開發(fā)和利用月球？近日，中國科學(xué)院院士、中國月球探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)在《百年科技強(qiáng)國夢》錄制現(xiàn)場，講述我國探月奧秘。
從研究別國的0.5克，到自己取回1731克月壤
2004年1月24日，我國正式批準(zhǔn)嫦娥一號探月計(jì)劃，歐陽自遠(yuǎn)出任該計(jì)劃的首席科學(xué)家，負(fù)責(zé)制定首次月球探測科學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)，以及規(guī)劃第二、三期月球探測的方案與科學(xué)目標(biāo)。
在歐陽自遠(yuǎn)心中，嫦娥一號的探月經(jīng)歷至今難忘?！版隙鹨惶柺俏覀兊谝淮坞x開地球到另外一個(gè)天體上，肯定印象是最深刻的?！?/p>
歐陽自遠(yuǎn)回憶道，當(dāng)時(shí)的嫦娥一號并沒有直接飛向月球。他說：“就像奧運(yùn)會(huì)的鏈球運(yùn)動(dòng)員，先把球使勁地?cái)噭?dòng)，松手后球就能跑得飛快。嫦娥一號就像鏈球繞著地球飛，一邊飛一邊加速，大約飛三圈后沖出地球，飛行了大約14天才到達(dá)月球。”
在整個(gè)探月過程中，被月球捕獲是任務(wù)最關(guān)鍵時(shí)刻之一。歐陽自遠(yuǎn)回憶，當(dāng)時(shí)自己和月球探測一期工程的總設(shè)計(jì)師孫家棟一起坐在飛控大廳內(nèi)。
“17”代表著中國的探月工程已經(jīng)歷了17 年的風(fēng)雨，“3” 代表著中國在執(zhí)行探月任務(wù)時(shí)采取了“繞”“落”“回”的三步走戰(zhàn)略，“1”代表著這些工作都是一次完成的。
“當(dāng)嫦娥一號被月球捕獲，我咬著他耳朵說，是不是再檢查一遍，真的抓住了？幾分鐘后，經(jīng)過工作人員的核查、驗(yàn)證，軌道傳回的各方面數(shù)據(jù)都顯示成功了，大廳里的掌聲‘嘩地響起，我們兩個(gè)老頭激動(dòng)得抱頭大哭?！睔W陽自遠(yuǎn)說，當(dāng)時(shí)自己回答記者采訪時(shí)，也只是不停地講：“繞起來了，繞起來了……”
2008年11月12日，嫦娥一號拍攝的中國第一幅全月影像圖震撼發(fā)布，這是人類歷史上第一次包含了月球南北兩極的高清全月圖。
月球還有很多未解之謎，它如何形成、背面什么樣、上邊到底有沒有二戰(zhàn)轟炸機(jī)等。
承載著無數(shù)科學(xué)研究者的期待，2020年11月24日4時(shí)30分，探月工程嫦娥五號探測器在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。
經(jīng)過23天的太空之旅后，12月17日凌晨2時(shí)左右，嫦娥五號返回器攜帶1731克月壤樣品成功著陸，標(biāo)志著我國首次月球采樣返回任務(wù)圓滿完成。
此次帶回的月壤樣本重量也有著特殊意義。其中，“17”代表著中國的探月工程已經(jīng)歷了17年的風(fēng)雨，“3”代表著中國在執(zhí)行探月任務(wù)時(shí)采取了“繞”“落”“回”的三步走戰(zhàn)略，“1”代表著這些工作都是一次完成的。這也是繼1976年蘇聯(lián)月球20號探測器最后一次月球采樣返回，人類歷經(jīng)44年再獲月球樣品。
值得一提的是，嫦娥五號采樣位置明確，有可能采集到更多來自不同地質(zhì)背景、形成于不同歷史時(shí)期的月球樣品，對完整還原月球歷史，真正全面認(rèn)識月球，認(rèn)識地月系統(tǒng)，甚至認(rèn)識整個(gè)太陽系的存在，都有重要意義。
7月12日，國家航天局探月與航天工程中心舉行了嫦娥五號任務(wù)第一批月壤發(fā)放儀式，來自13所科研機(jī)構(gòu)的31份申請通過審核。21份樣品總計(jì)17.4764克，其中包含6份光片樣共157.6毫克，13份巖屑樣共868.8毫克，2份粉末樣共16.45克。
月球樣品專家委員會(huì)主任、中國科學(xué)院院士朱日祥曾表示，對嫦娥五號帶回樣品的科學(xué)研究，主要有三方面成果值得期待：一是人才培養(yǎng)，過去中國科學(xué)家基本拿不到阿波羅月球樣品進(jìn)行研究，現(xiàn)在我們可以培養(yǎng)自己的研究隊(duì)伍;二是此次采樣區(qū)經(jīng)過大量研究與論證，該區(qū)域樣品有可能對月球演化的動(dòng)力學(xué)過程有突破性認(rèn)識;三是對我國后續(xù)月球與深空探測具有重要的指導(dǎo)作用。
1978年，美國國家安全事務(wù)顧問布熱津斯基訪華時(shí)，曾贈(zèng)送中方一份阿波羅登月時(shí)帶回的月球巖石樣品，重量僅1克。
當(dāng)時(shí)，歐陽自遠(yuǎn)下決心用0.5克樣品組織各方實(shí)驗(yàn)力量進(jìn)行研究。經(jīng)過4個(gè)月的全面解剖與分析，陸續(xù)發(fā)表了14篇學(xué)術(shù)論文?！霸铝猎谝欢螘r(shí)間內(nèi)的整體變化、環(huán)境和內(nèi)部活動(dòng)歷史，我們都知道了。一名美國官員還曾經(jīng)問過我，什么都沒告訴你們，你們怎么全都知道了？”歐陽自遠(yuǎn)說。
2014年11月，國際小行星命名委員會(huì)將一顆由國家天文臺發(fā)現(xiàn)并獲得國際永久編號的第8919號小行星正式命名為“歐陽自遠(yuǎn)星”，以表彰歐陽自遠(yuǎn)對中國月球探測事業(yè)所做出的杰出貢獻(xiàn)。
21世紀(jì)的“波斯灣”
自嫦娥工程立項(xiàng)以來，17年里，“嫦娥”六戰(zhàn)六捷。每一次任務(wù)的成功都充分展示我國探索星球的能力。
同時(shí)，月球上特有的礦產(chǎn)資源和能源是對地球上礦產(chǎn)資源的補(bǔ)充和儲(chǔ)備，將對人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
模仿太陽聚變反應(yīng)原理造一個(gè)“太陽”，被科學(xué)家們認(rèn)為是解決人類能源危機(jī)最佳方案。核聚變指通過一定條件將兩個(gè)或數(shù)個(gè)較輕的原子核（目前主要用氫的同位素氘或氚），融合成一個(gè)較重的原子核，聚合過程中會(huì)損失部分質(zhì)量，轉(zhuǎn)化釋放出巨大能量。
月壤中含有大量通過太陽風(fēng)吹來的氦-3，它是安全、清潔又高效的核聚變發(fā)電燃料，可以為核聚變發(fā)電提供便宜、無毒和無放射性的能源，被科學(xué)界稱作“完美能源”。
據(jù)歐陽自遠(yuǎn)估算，全世界一年的總發(fā)電量只需消耗約100噸氦-3，而月壤中的氦-3含量可滿足長達(dá)萬年的地球能源需求?！霸?jīng)有位俄羅斯的首席科學(xué)家和我說，假如中國用氦-3這種能源，全國一年大約只要8噸就夠了?！?/p>
目前，據(jù)估計(jì)月壤中有100萬噸氦-3，可滿足地球1萬年的發(fā)電需求。因此，月球也被稱為21世紀(jì)的“波斯灣”。
針對月壤中氦-3資源的研究，正在依托嫦娥五號帶回的月壤樣品展開。
7月16日，中核集團(tuán)在核工業(yè)地質(zhì)研究院啟用月球樣品?？蒲腥藛T將開展月壤成熟度、礦物組成、氦-3豐度及提取參數(shù)等實(shí)驗(yàn)研究，為未來月球氦-3資源潛力評價(jià)與開發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
核地研院月球樣品使用責(zé)任人黃志新研究員認(rèn)為，此次通過研究，有望查明制約氦-3等聚變元素核素吸附能力的月壤成熟度等關(guān)鍵問題，初步闡明嫦娥五號月壤樣品中氦-3的富集特征及機(jī)制;厘定嫦娥五號月壤樣品中氦-3的逸出特性和最佳提取溫度;查明月壤樣品的主、微量元素含量特征及對氦-3含量的制約等。
此外，月球沒有大氣和天氣變化等，太陽光可直接照射在其表面，這也更加利于太陽能的高效利用。
歐陽自遠(yuǎn)提到，日本科學(xué)家曾做出設(shè)想：在圍繞月球1.1萬公里長的赤道建一條400公里寬的太陽能發(fā)電帶，它將能產(chǎn)生13萬億千瓦太陽能，并且連續(xù)不斷。電能轉(zhuǎn)化為微波束和激光束傳回地球并重新轉(zhuǎn)換為電能。
人類深空探測轉(zhuǎn)運(yùn)站——月球基地
月球是一個(gè)巨大的繞地軌道“空間站”，一個(gè)地球引力之外的天然衛(wèi)星，在人類向宇宙開拓時(shí)，可利用月球的原材料為星際探索提供助力。
“現(xiàn)在大家都知道，月球是人們?nèi)セ鹦亲詈玫霓D(zhuǎn)運(yùn)站?！睔W陽自遠(yuǎn)解釋說，在地球發(fā)射火箭需要抵抗地球引力，而月球的引力僅為地球的六分之一，如果發(fā)射同樣的火箭，在地球上需要搭載6噸燃料，在月亮上僅用一噸。如果從月球出發(fā)探測火星等地，把月球當(dāng)作轉(zhuǎn)運(yùn)站，更加省時(shí)省力。
由嫦娥五號探測器采集的月球樣品（月壤）
歐陽自遠(yuǎn)指出，世界上任何一個(gè)國家在深空探測時(shí)，都會(huì)選擇先探測月球再探測火星。相較于月球，地球到達(dá)火星路途更加遙遠(yuǎn)，火星氣象變化更大，探測難度更艱難，需要更高的技術(shù)?！氨热鐝牡厍虻交鹦蔷嚯x更遠(yuǎn)，萬一氣象有變化會(huì)給任務(wù)帶來更大難度。另外，傳送數(shù)據(jù)和指揮信息也會(huì)有更長時(shí)間的延遲，這些都比探月困難”。
此外，歐陽自遠(yuǎn)表示，探月工程還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測地球信息，包括大氣全球變化等，嫦娥三號、嫦娥四號均進(jìn)行過相關(guān)工作。
據(jù)國家航天局消息，“十四五”時(shí)期，我國將發(fā)射嫦娥六號、嫦娥七號探測器，實(shí)施月球極區(qū)環(huán)境與資源勘查、月球極區(qū)采樣返回等任務(wù)。
對此，中國探月工程三期總設(shè)計(jì)師胡浩曾公開表示，嫦娥六號任務(wù)擬瞄準(zhǔn)2024年前后實(shí)施，目前正論證以月球背面南極—艾特肯盆地為著陸點(diǎn)開展采樣返回和探測。2030年前后中俄計(jì)劃合建國際月球科考站。
隨著空間技術(shù)的進(jìn)步和深空探測的深入，探月工程也在促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
1961年至1972年，美國組織實(shí)施了一系列載人登月飛行任務(wù)“阿波羅”計(jì)劃，目的是實(shí)現(xiàn)載人登月飛行和人對月球的實(shí)地考察，為載人行星飛行和探測進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。
大膽浪漫的計(jì)劃卻帶來出人意料的經(jīng)濟(jì)效益。
歐陽自遠(yuǎn)曾表示：“‘阿波羅工程投資254億美元，計(jì)劃2萬家企業(yè)、200多所大學(xué)、80多個(gè)科研機(jī)構(gòu)參與，總?cè)藬?shù)超過40萬人，是當(dāng)時(shí)規(guī)模最大、耗資最多的科技項(xiàng)目之一?！?/p>
該工程導(dǎo)致上世紀(jì)60至70年代產(chǎn)生了液體燃料火箭、微波雷達(dá)、無線電制導(dǎo)、合成材料、計(jì)算機(jī)等一大批高科技工業(yè)群體。
隨后，該設(shè)計(jì)中的技術(shù)進(jìn)步成果向民用轉(zhuǎn)移，帶動(dòng)了整個(gè)科技的發(fā)展與工業(yè)繁榮，其二次開發(fā)應(yīng)用的效益，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過“阿波羅”計(jì)劃本身所帶來的直接經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。據(jù)美國Chase研究會(huì)測算，該計(jì)劃的投入產(chǎn)出比達(dá)到了1∶14。
除了探尋月球的奧秘，歐陽自遠(yuǎn)還提到了“嫦娥”的“兼職工作”。
“嫦娥二號當(dāng)時(shí)帶足了燃料。在完成計(jì)劃任務(wù)后，燃料還剩很多。我們當(dāng)時(shí)想，那就讓它干點(diǎn)別的活兒?！?/p>
2011年6月9日，嫦娥二號正式飛離月球，前往日地拉格朗日L2點(diǎn)，開啟中國深空探測的新征程?！版隙鸲柧鸵恢北３置嫦蛱?，監(jiān)測太陽的活動(dòng)，這也是我們從來沒有過的研究。現(xiàn)在嫦娥二號仍在環(huán)繞太陽飛行，2029年，它還要回到地球附近。我們期待它一路平安?！?歐陽自遠(yuǎn)說。
（本文刊發(fā)于《中國經(jīng)濟(jì)周刊》2021年第15期）
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賈璇
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2004年，中國啟動(dòng)月球探測工程，命名為“嫦娥工程”。該工程分為“無人月球探測”“載人登月”和“建立月球基地”三個(gè)階段，將獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關(guān)物質(zhì)元素的分布特點(diǎn)、探測月壤厚度、探測地月空間等。
嫦娥工程主要包括“繞、落、回”三大目標(biāo)。目前，嫦娥一號和二號完成了“繞”，嫦娥三號和四號實(shí)現(xiàn)了“落”和“巡”，嫦娥四號在全球首次實(shí)現(xiàn)月背軟著陸，嫦娥五號圓滿完成月球采樣返回任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了我國探月工程重大科技專項(xiàng)三步走發(fā)展戰(zhàn)略。
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時(shí)至今日，世界航天進(jìn)入創(chuàng)新發(fā)展的快車道，空間科學(xué)正孕育著重大發(fā)現(xiàn)，空間技術(shù)快速迭代突破，空間應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，深空探測成為科技競爭的制高點(diǎn)，太空經(jīng)濟(jì)成為新興經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)。
人類為何要去月球？如何開發(fā)和利用月球？近日，中國科學(xué)院院士、中國月球探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)在《百年科技強(qiáng)國夢》錄制現(xiàn)場，講述我國探月奧秘。
從研究別國的0.5克，到自己取回1731克月壤
2004年1月24日，我國正式批準(zhǔn)嫦娥一號探月計(jì)劃，歐陽自遠(yuǎn)出任該計(jì)劃的首席科學(xué)家，負(fù)責(zé)制定首次月球探測科學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)，以及規(guī)劃第二、三期月球探測的方案與科學(xué)目標(biāo)。
在歐陽自遠(yuǎn)心中，嫦娥一號的探月經(jīng)歷至今難忘?！版隙鹨惶柺俏覀兊谝淮坞x開地球到另外一個(gè)天體上，肯定印象是最深刻的?！?/p>
歐陽自遠(yuǎn)回憶道，當(dāng)時(shí)的嫦娥一號并沒有直接飛向月球。他說：“就像奧運(yùn)會(huì)的鏈球運(yùn)動(dòng)員，先把球使勁地?cái)噭?dòng)，松手后球就能跑得飛快。嫦娥一號就像鏈球繞著地球飛，一邊飛一邊加速，大約飛三圈后沖出地球，飛行了大約14天才到達(dá)月球。”
在整個(gè)探月過程中，被月球捕獲是任務(wù)最關(guān)鍵時(shí)刻之一。歐陽自遠(yuǎn)回憶，當(dāng)時(shí)自己和月球探測一期工程的總設(shè)計(jì)師孫家棟一起坐在飛控大廳內(nèi)。
“17”代表著中國的探月工程已經(jīng)歷了17 年的風(fēng)雨，“3” 代表著中國在執(zhí)行探月任務(wù)時(shí)采取了“繞”“落”“回”的三步走戰(zhàn)略，“1”代表著這些工作都是一次完成的。
“當(dāng)嫦娥一號被月球捕獲，我咬著他耳朵說，是不是再檢查一遍，真的抓住了？幾分鐘后，經(jīng)過工作人員的核查、驗(yàn)證，軌道傳回的各方面數(shù)據(jù)都顯示成功了，大廳里的掌聲‘嘩地響起，我們兩個(gè)老頭激動(dòng)得抱頭大哭?！睔W陽自遠(yuǎn)說，當(dāng)時(shí)自己回答記者采訪時(shí)，也只是不停地講：“繞起來了，繞起來了……”
2008年11月12日，嫦娥一號拍攝的中國第一幅全月影像圖震撼發(fā)布，這是人類歷史上第一次包含了月球南北兩極的高清全月圖。
月球還有很多未解之謎，它如何形成、背面什么樣、上邊到底有沒有二戰(zhàn)轟炸機(jī)等。
承載著無數(shù)科學(xué)研究者的期待，2020年11月24日4時(shí)30分，探月工程嫦娥五號探測器在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。
經(jīng)過23天的太空之旅后，12月17日凌晨2時(shí)左右，嫦娥五號返回器攜帶1731克月壤樣品成功著陸，標(biāo)志著我國首次月球采樣返回任務(wù)圓滿完成。
此次帶回的月壤樣本重量也有著特殊意義。其中，“17”代表著中國的探月工程已經(jīng)歷了17年的風(fēng)雨，“3”代表著中國在執(zhí)行探月任務(wù)時(shí)采取了“繞”“落”“回”的三步走戰(zhàn)略，“1”代表著這些工作都是一次完成的。這也是繼1976年蘇聯(lián)月球20號探測器最后一次月球采樣返回，人類歷經(jīng)44年再獲月球樣品。
值得一提的是，嫦娥五號采樣位置明確，有可能采集到更多來自不同地質(zhì)背景、形成于不同歷史時(shí)期的月球樣品，對完整還原月球歷史，真正全面認(rèn)識月球，認(rèn)識地月系統(tǒng)，甚至認(rèn)識整個(gè)太陽系的存在，都有重要意義。
7月12日，國家航天局探月與航天工程中心舉行了嫦娥五號任務(wù)第一批月壤發(fā)放儀式，來自13所科研機(jī)構(gòu)的31份申請通過審核。21份樣品總計(jì)17.4764克，其中包含6份光片樣共157.6毫克，13份巖屑樣共868.8毫克，2份粉末樣共16.45克。
月球樣品專家委員會(huì)主任、中國科學(xué)院院士朱日祥曾表示，對嫦娥五號帶回樣品的科學(xué)研究，主要有三方面成果值得期待：一是人才培養(yǎng)，過去中國科學(xué)家基本拿不到阿波羅月球樣品進(jìn)行研究，現(xiàn)在我們可以培養(yǎng)自己的研究隊(duì)伍;二是此次采樣區(qū)經(jīng)過大量研究與論證，該區(qū)域樣品有可能對月球演化的動(dòng)力學(xué)過程有突破性認(rèn)識;三是對我國后續(xù)月球與深空探測具有重要的指導(dǎo)作用。
1978年，美國國家安全事務(wù)顧問布熱津斯基訪華時(shí)，曾贈(zèng)送中方一份阿波羅登月時(shí)帶回的月球巖石樣品，重量僅1克。
當(dāng)時(shí)，歐陽自遠(yuǎn)下決心用0.5克樣品組織各方實(shí)驗(yàn)力量進(jìn)行研究。經(jīng)過4個(gè)月的全面解剖與分析，陸續(xù)發(fā)表了14篇學(xué)術(shù)論文?！霸铝猎谝欢螘r(shí)間內(nèi)的整體變化、環(huán)境和內(nèi)部活動(dòng)歷史，我們都知道了。一名美國官員還曾經(jīng)問過我，什么都沒告訴你們，你們怎么全都知道了？”歐陽自遠(yuǎn)說。
2014年11月，國際小行星命名委員會(huì)將一顆由國家天文臺發(fā)現(xiàn)并獲得國際永久編號的第8919號小行星正式命名為“歐陽自遠(yuǎn)星”，以表彰歐陽自遠(yuǎn)對中國月球探測事業(yè)所做出的杰出貢獻(xiàn)。
21世紀(jì)的“波斯灣”
自嫦娥工程立項(xiàng)以來，17年里，“嫦娥”六戰(zhàn)六捷。每一次任務(wù)的成功都充分展示我國探索星球的能力。
同時(shí)，月球上特有的礦產(chǎn)資源和能源是對地球上礦產(chǎn)資源的補(bǔ)充和儲(chǔ)備，將對人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
模仿太陽聚變反應(yīng)原理造一個(gè)“太陽”，被科學(xué)家們認(rèn)為是解決人類能源危機(jī)最佳方案。核聚變指通過一定條件將兩個(gè)或數(shù)個(gè)較輕的原子核（目前主要用氫的同位素氘或氚），融合成一個(gè)較重的原子核，聚合過程中會(huì)損失部分質(zhì)量，轉(zhuǎn)化釋放出巨大能量。
月壤中含有大量通過太陽風(fēng)吹來的氦-3，它是安全、清潔又高效的核聚變發(fā)電燃料，可以為核聚變發(fā)電提供便宜、無毒和無放射性的能源，被科學(xué)界稱作“完美能源”。
據(jù)歐陽自遠(yuǎn)估算，全世界一年的總發(fā)電量只需消耗約100噸氦-3，而月壤中的氦-3含量可滿足長達(dá)萬年的地球能源需求?！霸?jīng)有位俄羅斯的首席科學(xué)家和我說，假如中國用氦-3這種能源，全國一年大約只要8噸就夠了?！?/p>
目前，據(jù)估計(jì)月壤中有100萬噸氦-3，可滿足地球1萬年的發(fā)電需求。因此，月球也被稱為21世紀(jì)的“波斯灣”。
針對月壤中氦-3資源的研究，正在依托嫦娥五號帶回的月壤樣品展開。
7月16日，中核集團(tuán)在核工業(yè)地質(zhì)研究院啟用月球樣品?？蒲腥藛T將開展月壤成熟度、礦物組成、氦-3豐度及提取參數(shù)等實(shí)驗(yàn)研究，為未來月球氦-3資源潛力評價(jià)與開發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
核地研院月球樣品使用責(zé)任人黃志新研究員認(rèn)為，此次通過研究，有望查明制約氦-3等聚變元素核素吸附能力的月壤成熟度等關(guān)鍵問題，初步闡明嫦娥五號月壤樣品中氦-3的富集特征及機(jī)制;厘定嫦娥五號月壤樣品中氦-3的逸出特性和最佳提取溫度;查明月壤樣品的主、微量元素含量特征及對氦-3含量的制約等。
此外，月球沒有大氣和天氣變化等，太陽光可直接照射在其表面，這也更加利于太陽能的高效利用。
歐陽自遠(yuǎn)提到，日本科學(xué)家曾做出設(shè)想：在圍繞月球1.1萬公里長的赤道建一條400公里寬的太陽能發(fā)電帶，它將能產(chǎn)生13萬億千瓦太陽能，并且連續(xù)不斷。電能轉(zhuǎn)化為微波束和激光束傳回地球并重新轉(zhuǎn)換為電能。
人類深空探測轉(zhuǎn)運(yùn)站——月球基地
月球是一個(gè)巨大的繞地軌道“空間站”，一個(gè)地球引力之外的天然衛(wèi)星，在人類向宇宙開拓時(shí)，可利用月球的原材料為星際探索提供助力。
“現(xiàn)在大家都知道，月球是人們?nèi)セ鹦亲詈玫霓D(zhuǎn)運(yùn)站?！睔W陽自遠(yuǎn)解釋說，在地球發(fā)射火箭需要抵抗地球引力，而月球的引力僅為地球的六分之一，如果發(fā)射同樣的火箭，在地球上需要搭載6噸燃料，在月亮上僅用一噸。如果從月球出發(fā)探測火星等地，把月球當(dāng)作轉(zhuǎn)運(yùn)站，更加省時(shí)省力。
由嫦娥五號探測器采集的月球樣品（月壤）
歐陽自遠(yuǎn)指出，世界上任何一個(gè)國家在深空探測時(shí)，都會(huì)選擇先探測月球再探測火星。相較于月球，地球到達(dá)火星路途更加遙遠(yuǎn)，火星氣象變化更大，探測難度更艱難，需要更高的技術(shù)?！氨热鐝牡厍虻交鹦蔷嚯x更遠(yuǎn)，萬一氣象有變化會(huì)給任務(wù)帶來更大難度。另外，傳送數(shù)據(jù)和指揮信息也會(huì)有更長時(shí)間的延遲，這些都比探月困難”。
此外，歐陽自遠(yuǎn)表示，探月工程還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測地球信息，包括大氣全球變化等，嫦娥三號、嫦娥四號均進(jìn)行過相關(guān)工作。
據(jù)國家航天局消息，“十四五”時(shí)期，我國將發(fā)射嫦娥六號、嫦娥七號探測器，實(shí)施月球極區(qū)環(huán)境與資源勘查、月球極區(qū)采樣返回等任務(wù)。
對此，中國探月工程三期總設(shè)計(jì)師胡浩曾公開表示，嫦娥六號任務(wù)擬瞄準(zhǔn)2024年前后實(shí)施，目前正論證以月球背面南極—艾特肯盆地為著陸點(diǎn)開展采樣返回和探測。2030年前后中俄計(jì)劃合建國際月球科考站。
隨著空間技術(shù)的進(jìn)步和深空探測的深入，探月工程也在促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
1961年至1972年，美國組織實(shí)施了一系列載人登月飛行任務(wù)“阿波羅”計(jì)劃，目的是實(shí)現(xiàn)載人登月飛行和人對月球的實(shí)地考察，為載人行星飛行和探測進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。
大膽浪漫的計(jì)劃卻帶來出人意料的經(jīng)濟(jì)效益。
歐陽自遠(yuǎn)曾表示：“‘阿波羅工程投資254億美元，計(jì)劃2萬家企業(yè)、200多所大學(xué)、80多個(gè)科研機(jī)構(gòu)參與，總?cè)藬?shù)超過40萬人，是當(dāng)時(shí)規(guī)模最大、耗資最多的科技項(xiàng)目之一?！?/p>
該工程導(dǎo)致上世紀(jì)60至70年代產(chǎn)生了液體燃料火箭、微波雷達(dá)、無線電制導(dǎo)、合成材料、計(jì)算機(jī)等一大批高科技工業(yè)群體。
隨后，該設(shè)計(jì)中的技術(shù)進(jìn)步成果向民用轉(zhuǎn)移，帶動(dòng)了整個(gè)科技的發(fā)展與工業(yè)繁榮，其二次開發(fā)應(yīng)用的效益，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過“阿波羅”計(jì)劃本身所帶來的直接經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。據(jù)美國Chase研究會(huì)測算，該計(jì)劃的投入產(chǎn)出比達(dá)到了1∶14。
除了探尋月球的奧秘，歐陽自遠(yuǎn)還提到了“嫦娥”的“兼職工作”。
“嫦娥二號當(dāng)時(shí)帶足了燃料。在完成計(jì)劃任務(wù)后，燃料還剩很多。我們當(dāng)時(shí)想，那就讓它干點(diǎn)別的活兒?！?/p>
2011年6月9日，嫦娥二號正式飛離月球，前往日地拉格朗日L2點(diǎn)，開啟中國深空探測的新征程?！版隙鸲柧鸵恢北３置嫦蛱?，監(jiān)測太陽的活動(dòng)，這也是我們從來沒有過的研究。現(xiàn)在嫦娥二號仍在環(huán)繞太陽飛行，2029年，它還要回到地球附近。我們期待它一路平安?！?歐陽自遠(yuǎn)說。
（本文刊發(fā)于《中國經(jīng)濟(jì)周刊》2021年第15期）
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