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欧阳自远：月球探测的进展与我国的探月行动（三）
欧阳自远院士
2004年美国总统布什在1月14号发表了他的新的航天计划，他提出来，2008年也要送探测器上月球，这个跟我们一样不载人的月球探测，大概到2015年到2020年，美国宇航员要重返月球，重新登上月球。美国还要准备十几年，才能把人发射到月球上去，然后到2030年以后，把宇航员从月球上再发射到火星上去，这是他提出的一个极其庞大的计划，由美国总统亲自来宣布的。欧空局宣布了他们的计划，2020年前发射无人探测器探测月球，2020年到2025年，派宇航员登上月球，2035年登上火星，全部比美国晚了5年。美国这个消息一宣布以后，全世界科学家和政治家、军事家，大家都来重新认识美国的战略，到底他葫芦里卖的什么药，到底他的核心问题是什么，最后大家归结为八个字，“控制能源，军事领先”。探测月球的资源与能源的分布特征、使用前景和开发方案等等；大家知道现在的战争主要是天战，假如你能在更高的位置上控制的话，你就有更大取胜的能力，所以月球是一个基地，它能摧毁你，而你没有办法来摧毁它。美国的经费已经安排落实。看来月球是具有重大的军事上的、政治上的、推动科学技术发展的、以及关系人类前途命运相关的一些系列重大意义，中国难道要站在旁边，而不闻不问吗？中国能不能够起到它自己的作用，我觉得我们应该很清晰地来看待这件事情，要推动我们国家来对月球进行探测，要使我们国家的领导，使我们的科学家们，使我们广大的科技人员要意识到月球探测，它对于国家命运前途的重大意义，也期望有更多的年轻人能够投入到这个行列当中，来为国家作出贡献。我们根据国际上月球探测的发展，根据我们自己能力，提供了一个发展战略，我们先做不载人的月球探测。大家一定要问，你干吗不敢去载人奔月呢？神州号飞船创造了很好的经验，树立了榜样。神1到神4也没有载人，要摸清环境，要把技术搞得万无一失。要保证宇航员去，还要保证宇航员安全回来。我们先得做一些不载人的探测，这是任何国家都必须经历过的。另外我们的总指挥已经向全国公布了，真的要上人，我们现在有这个能力，但只有单程票，保证你上月球，绝对回不来。这是我们中国目前的现状，我们要面对现实，所以我们要进行三次不载人的月球探测，第一次要发射一个卫星对月球进行全面的探测，第二要派机器人软着陆到月球上，对月球进行精细的探测，第三次我们要取样返回地球，都是突破性的大跨越。大约我们经历过不载人的月球探测，即绕、落、回三步，就是绕着月球转一年，探测清楚，然后紧接着要落到月球上去，然后进行精细的探测，然后第三步要回来，最后再考虑载人。第一步呢，我们是要发射一个探测卫星，看起来我们卫星发射这么多了，我们做月球卫星还是头一次，真的没做过，因为中国人没有离开过地球。我们要做什么事情，一定要有新意，要有我们中华民族的创新，你不能完全跟着别人走，虽然我们是第一次，人家已经做了40多年了，他现在也还要重新做，那么我们能不能做得好点。所以经过我们准备发射卫星绕着月球转，我们将要突破月球探测的一系列的关键技术，初步建立我们国家月球探测工程的各大系统，验证各种各样关键技术，初步建立我们国家整个这套系统的研制体系。在科学探测上，我们要做四件事情，我在媒体面前已经说的很多了，就不详细介绍了。第一我们要做一张月球的图，这个图你到任何一个地方去，比如你到北京市你要有一个北京市的图，你才认得路啊，到月球上你也得做一张图，人家都做了很多图了，平面图，立体图，我们要做三维的立体图，而人家的立体图有很多缺陷，第一没有全球覆盖，还留了很多空白，第二我觉得两极的地方他们做得很差，我们总之要做一个比现在所有的图都要好一些的三维的影像图，有了这个图，我们可以分析它的地形，地貌，地质构造，等等等等。研究它的演化历史，这是第一件事。围绕这件事情我们要配置两台仪器，一台是立体像机，还有一台是激光高度器来测量地面的高度。第二，我们应该探测月球上所有的对人类有用的元素的全球性的分布，大家知道，美国已经做了5种了，做得很漂亮，这5种我们也能做，跟他比比，我们可能比他差，也有可能比他好，现在没做出来，咱们不知道，另外我们还要再加9种资源的探测，我们想我们有能力能够做14种元素的全球性分布，我们力争能够把分布图都做出来，这样我们对全月球的化学，它的矿物，它的岩石分布，它的演化历史，就比较能够做精细的工作，我们配置了干涉成像光谱议，用γ射线谱仪和X射线谱仪。第三件事情，这是国际上还没做过的，我们想尝试，看看中国的能力能不能做一下这件事情，我想把全月球土层的特征和厚度进行探测，这在地球上可能不是一件很困难的事情，但在月球上所有的国家都没做，从原理上以及从实施的技术上都有很多困难，但是我们下决心，哪怕做得再粗，我们也是第一个做出来这些数据，而这个对于人类今后的发展，至少来说，它可以提供更为科学的可信一点的一种目标，所以我们下决心做这件事情，这件事情主要是用微波探测器来实现的这个目标。第四件事情，是别人做过的，但是中国从来没做过，我们中国也应该获得自己的资料，因为我们现在只知道离地球6-7万公里范围内的环境，更远的环境我们中国没有任何数据，我们现在有能力走到40万公里以外，那么我们利用这个机会从我们地球一直到月球的空间，这个绕着地球40万公里这样一个范围的环境，我们可以做很多工作，可以提供很多科学数据，我们要用太阳高能粒子探测器、2台低能粒子探测器来进行探测。现在都已经定案了、决定了，我们的卫星高度是离月面200公里，绕月球是极轨就是通过南北极正圆的来飞，要飞一年，这样的话我们对于整个月球可以十几二十次全部的覆盖来进行探测，我们可以得到大量的月球探测的数据。绕月探测器的轨道设计经过多次论证，我们绕着地球转几圈，不断地加速，使我们的卫星能够达到脱离开地球的轨道，进入到奔月的轨道，在飞行过程当中，要精确地测控，让它按照我们预计的轨道前进。到了月球附近啊，因为它走得很快，要减速，要刹车，要使我们的卫星让月球抓住，抓住了以后要调整轨道，让它们经过南北极的这么一个极轨，圆轨来运行。整个过程大概要5-9天才能完成。绕月卫星的运载为长三甲号火箭，在西昌发射。
月球卫星与地球的卫星有一个很大的差别，因为地球的卫星只要太阳能帆板对太阳，所有的仪器和通讯等等对准地球就行了，这件事情比较好办，对于月球的卫星有一个比较难办的事情就是，第一，所有的探测仪器都必须正对月面；第二，太阳的帆板要经常调整，对准太阳；第三，上行指令、下行科学数据传输，卫星的天线要对准地球。还有月亮在转，地球在转，卫星也在转，太阳也在转，大家都在转，你得保证对准，所以这是件很艰难的事情，不然的话，就难以实现绕月探测的科学目标。40万公里距离，卫星位置、速度的测量和姿态的调整，精确测控是很艰难的，除利用USB系统测控外，我们还要加上中国科学院国家天文台的4台巨大的射电望远镜，这几台射电望远镜：上海有一台25米，乌鲁木齐有一台25米，我们要在北京密云建一台直径全国最大的50米直径的射电望远镜，在昆明建一台40米的望远镜。这样的话，我们就构成了北京、上海、云南、乌鲁木齐的甚长基线干涉测控网，充分利用我们自己的国土进行干涉测量。应该说这已经几千公里的长度了，但是对于40万公里而言，角度太小了，最好要拉宽，我们想动员世界上其他的一些大的射电望远镜，共同参加测控。所有的数据都传到北京，通过密云这台射电望远镜接收。
目前嫦娥工程第一期绕月探测已经列入国家的实施进程了，总经费是14亿人民币，很多人都不太相信。我一直讲，做一次我们国家的月球探测相当于北京市修2公里地铁的全部经费，北京市修1公里地铁7亿人民币，这是报的价，上海修大概6-7亿，广州修也是7亿，越新造价越高。我们就是修两公里地铁的钱，而且是分几年使用的，一年大概3-4亿人民币。今年我国国民生产总值是十三万亿，总经费只占全国GDP的万分之一左右，我认为是够的，而且我们实际上国家也就批准了13.6亿，不到14亿的人民币，我们想一定要把这件事情拿下来，把它做好。确实因为我们国家不像别的国家，我们要全面的建设小康社会，西部大开发，东北要振兴老工业基地，我们还有那么多下岗的职工，我们还有那么大面积的扶贫的工作，我们有多少事情要做啊，是的，该做的，但是就拿这么点钱出来，来做这么一件事情，是值得的。假如很大比例我也不赞成。一年3-4亿人民币左右，我相信中国科学家一定能够实现这个壮举，第二期第三期的计划已经通过了国家中长期的专家论证，所以看来将要长期做下去，起码要十几二十年，所以我觉得同学们是能够发挥极大的作用的。
以后月球下传的全部数据要向全国无偿的提供，全国那么多有本事的人，大家都是高水平的人，我相信我们一定会共同来做好这件事情，作出高水平的研究成果。
至于第二期我简单介绍一下，我们要发射一个软着陆器，降落在月球表面，然后这里面藏了一个月球车，然后顺着这个梯子走下来，这张图是月球车在月面探测，而这个软着陆器呢，也有一大堆仪器要在月面上进行探测，然后各干各的活，软着陆器固定干，月球车行动着去调查。当然在月球上工作也有很多困难，为什么呢？因为它照到太阳的部位温度特别高，没有太阳照射的阴凉的地方，负一百多度，温差200-300度。另外，月表的月壤又很松散，又很厚，月球车怎么行动，要有很宽的轮子，行走的速度受限制，另外有时候碰到石头，碰到沟，你还会自主规避和返航，地面还要控制它。最难的问题要过夜，因为一个晚上是14天，很漫长，而且极端温度达到负180度，所有的电池都得坏掉了，所以必须保温，让它里面是热的，让它冬眠下去，第二天清早再继续干活，这都是很艰难的问题。第二期月球探测要进行区域性的精细的调查，另外要设置地震仪，测月震，要测小天体撞击月球；另外要安放测月雷达，探测月球的月壤和月壳上部的结构，另外我们要对于这个区域的环境进行监测，我们还要在月球上开展天文观测，就像建一个小的天文台在月球上，因为月球上确实比地球要好，地球大气层干扰和污染严重，还有光照也是很恼火。建立月基天文观测是各国科学家的梦想，我们努力争取实现这个目标。
第三期是月球采样返回，这是更艰难的一步。在完成绕、落、回的基础上，逐步实现载人登月和在月球上建立长期驻留的月球基地。我坚信，我们国家，我们中国人有这个志气，我们一定能够实现嫦奔月的梦想，我们中华民族的优秀儿女一定要为我们的民族对全世界作出应有的贡献。不然的话，就要开除我们球籍了。我更期望有更多的年轻同志能够加入到这个行列中来，共同实现我们民族的愿望，为人类做出更大的贡献。我今天就讲到这儿，谢谢大家。
